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更新時間:2026-10-29
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2026年9月,"長江杯"2026全球AI蛋白質設計挑戰賽正式啟動。賽事圍繞多個健康相關靶點征集納米抗體(VHH)與迷你結合蛋白(minibinder)的從頭設計,報名團隊已突破1200支,組委會將對不少于5000條候選序列免費開展濕實驗驗證,涵蓋表達、純化、檢測全流程,實驗數據向全球研究者公開。
這場賽事之所以受關注,不只因為獎金和規模,更因為它把一個行業痛點擺到了臺面上:AI可以在幾分鐘內生成上千條候選序列,但驗證它們能否真正折疊、穩定表達、結合靶點,仍然要回到實驗室,一條一條做出來。濕實驗的通量和質量,直接決定了AI模型的迭代速度,也決定了研發管線能走多遠。
那么,一條AI設計的蛋白從序列走到親和力數據,中間要經過哪些環節、用到哪些儀器?下面按四個階段逐一拆解。

AI輸出的是氨基酸序列,進實驗室的第一步是把它變成能表達的DNA。這一階段主要完成密碼子優化、基因合成、載體構建、轉化和質粒提取。
核心設備:PCR儀、核酸電泳儀、凝膠成像系統、恒溫培養箱、超凈工作臺、微量分光光度計
配套耗材試劑:質粒提取試劑盒、PCR預混液與高保真酶、DNA Marker、移液器吸頭、PCR管
關鍵點:候選數量多時,質粒提取建議走96孔高通量板式流程,否則前端構建會成為整條鏈路的第一個堵點
VHH和minibinder分子量通常只有15 kDa左右,多采用大腸桿菌或酵母表達系統。這一階段的核心是把序列變成真實的蛋白分子,并完成菌體收集與細胞破碎。
核心設備:恒溫振蕩培養箱、高速冷凍離心機、高壓均質機或超聲細胞破碎儀
關鍵點:小分子量蛋白對剪切力敏感,破碎強度過高容易導致目標蛋白降解或形成包涵體,建議優先選擇壓力可精細調節的高壓均質機,并在冰浴條件下操作
純化決定了后續檢測數據是否可信。典型路線是"親和捕獲 + 精細純化"兩步走:先用Ni-NTA等親和填料抓取His標簽蛋白,再通過分子排阻層析(SEC)去除聚集體,最后做緩沖液置換和濃縮。
核心設備:蛋白純化層析系統、層析柱、超濾離心管、離心濃縮儀
配套耗材:Ni-NTA親和填料、SEC填料、超濾膜
關鍵點:親和力檢測對樣品單體純度要求高,聚集體會嚴重干擾SPR/BLI的動力學擬合,SEC這一步不建議省

這是產出核心數據的環節,也是AI模型最需要的反饋來源。主要包括濃度測定、純度分析和結合親和力測定。
核心設備:酶標儀、SDS-PAGE電泳系統、凝膠成像系統、SPR或BLI分子互作分析儀、蛋白穩定性分析儀(DSF)
配套試劑:BCA或Bradford蛋白定量試劑盒、蛋白電泳試劑、預染蛋白Marker
關鍵點:親和力數據要看KD,也要看kon和koff。兩個分子KD相同,結合解離行為可能不同,直接影響后續成藥性判斷

AI一天能生成幾千條序列,如果純化還停留在一次一根柱子的手動模式,整條鏈路就會被卡住。建議按"前端設計量 ÷ 可接受驗證周期"倒推設備通量,純化和定量環節優先考慮可并行處理的方案。
初篩階段樣品往往只有幾十到幾百微升。選擇超濾離心管、層析柱和檢測耗材時,要確認最小工作體積是否匹配,避免"設備能測但樣品不夠"的尷尬。BCA法相比Bradford法對去污劑耐受性更好,在復雜緩沖體系下更穩定。
賽事和AI訓練都強調數據公開與復用。設備的原始數據導出能力、審計追蹤功能、是否符合21 CFR Part 11等合規要求,在需要長期沉淀數據庫的場景下會越來越重要。
對大多數高校課題組和中小型CRO來說,搭建一條完整的AI蛋白驗證鏈路,難點不在于買哪一臺儀器,而在于各環節的通量、樣品量和數據接口能否串起來。
蘇州阿爾法生物實驗器材有限公司長期服務高校院所、生物醫藥企業與第三方檢測機構,可提供的產品覆蓋上述流程中的多個環節:
樣本前處理:高壓均質機、細胞破碎儀、組織研磨儀、高速冷凍離心機、離心濃縮儀
核酸與克隆環節:質粒提取試劑盒、PCR預混液與高保真酶、DNA Marker、核酸電泳配套
蛋白純化環節:蛋白純化層析系統、層析填料、超濾離心管
定量與電泳環節:BCA/Bradford蛋白定量試劑盒、蛋白電泳試劑、預染Marker
耗材與潔凈保障:移液器吸頭(梅特勒瑞寧Rainin)、離心管、凍存管、PCR耗材、潔凈區消毒方案
對于SPR/BLI分子互作儀、高分辨質譜等專業檢測設備,我們也可以結合具體實驗需求協助做方案對比與選型建議。
AI蛋白質設計的競爭,前半程比的是模型,后半程比的是誰能更快、更準地把設計變成真實數據。一條穩定、可重復、通量匹配的濕實驗驗證鏈路,正在從"配套能力"變成"核心競爭力"。
如果你正在為課題組或實驗室規劃蛋白表達純化與檢測平臺,歡迎把具體通量需求和樣品類型發給我們,可以針對性出一版配置建議,生物試劑和實驗耗材。