从优选精子切入，捕精者借助“光”的力量，实现从破坏性到无侵染获得活细胞的跨越

许多年后，只要谈起“捕精者“的起源，方雅亮都会讲起2016年10月在成都参加会议的情景。

彼时，由于会议时间调整，距离离开成都的飞机起飞尚有数小时闲余。方雅亮便与一同参会的杰青、中国科学院的百人计划科学家李巍教授共登青城山。

在爬山过程中，两人主要就辅助生殖精子优选（如何筛选一条具备活力形态最优的精子并可直接用于试管婴儿）的世界性难题一路畅聊。

青城山中云茫茫，龙车问道来轩皇。两人不知不觉从山脚聊到山顶，又从山顶聊回山脚。“一点也感觉不到时间飞逝，也感觉不到累”。聊得意犹未尽，二人又乘兴去到都江堰，继续探讨。

“我们聊了将近五六个小时，基本就把这个（精子优选）聊透了。”方雅亮略带兴奋地告诉动脉网，“当初的想法很简单，就想用‘光镊+计算机辅助分析’的技术来解决辅助生殖中全世界无法有效解决的活单精子优选问题。”

光镊，顾名思义，是利用光（会聚的激光光束）来实现捕获微小物体的工具。光镊可以对微小的物体如细胞、细胞器、生物大分子等进行夹持、操纵及微加工，是几十纳米到几十微米活体生物操作的唯一工具、兼容性极强，而且不会损伤生命物质，是在微观细节上研究生命过程的革命性手段。

虽然光镊的名字里带“镊”，但光镊并不像我们生活中常用镊子一样，需要镊尖挤压物体才能夹持。其优势在于利用“光捕获阱”非直接接触模式避免了损伤，可精准捕获运动中的活细胞。具体到精子优选上，光镊可固定住精子而不造成机械性损伤，为优选提供支撑，大幅提升精子优选的成功率与效率。

从成都回来后，方雅亮便马不停蹄地着手技术可行性的论证。在李巍教授的引荐下，方雅亮认识了中国科学院遗传所影像中心的首席科学家、中国科学院百人计划科学家降雨强研究员，两人就技术路径进行了一番持久、深入、细致的探讨。

为了进一步论证临床需求，避免技术与临床需求脱钩，方雅亮又找到了许多辅助生殖界的教授请教咨询。当找到温州医科大学附属第一医院生殖中心主任黄学锋教授请教后（温州医科大学附属第一医院生殖中心是我国开展辅助生殖技术获批的前五家生殖中心之一，黄教授是我国辅助生殖界男科、妇科加胚胎实验室技术的“三栖教授”），看到黄教授点头认同的那一刻后，捕精者便正式启动了走向创业的征途。

捕精者把精子优选系统委托给降雨强团队负责系统设计与制作。2018年4月，捕精者获得了北京市科委的“北京市医药协同创新研究项目”的资助（该项目已于2021年顺利结题）。同年10月，美国科学家Arthur Ashkin也因光镊及其在生物系统中的应用获得了诺贝尔物理学奖。后来，在美国卡内基梅隆大学从事了十来年细胞生物图像处理与信息学研究的杨戈教授也加入研发团队，负责图像处理与人工智能；李巍教授和黄学锋教授成为了捕精者的临床技术顾问。公司现已形成集光学影像专家、人工智能专家、遗传学家、临床专家为一体的强大研发团队。

无论是“问道青城山，拜水都江堰”的奇妙之旅，还是获得“北京市医药协同创新研究项目”的资助，亦或是2018年光镊技术及其在生物系统中的应用获得诺贝尔奖，这冥冥之中妙不可言与缘分指引，让捕精者们坚信“我们产品一定能够做成功”！

精子必须有活性才能实现试管婴儿，形态不好的精子DNA因碎片率高等因素，会对辅助生殖临床结局产生不良影响，甚至可能导致流产。

常规的一份精液标本中，不只有精子，还有精浆、上皮细胞、红细胞、白细胞和细菌等物质，还有不同生命周期的精子。目前精子的挑选主要是通过一些技术手段从精液中去除杂质分，离出精子以供IVF (体外受精和胚胎移植)或ICSI（卵胞质内单精子注射技术）所用。

辅助生殖常见的精子优选方法是按WHO规范要求处理精液，由胚胎学家人工显微镜下目测选择或胞浆内形态学筛选精子注射（IMSI）等，但无论哪种方法，都需要胚胎学家手工操作。而整个过程，可谓“寻龙分精看缠山，一重缠是一重关”。

首先，成为一个合格的胚胎学家，要经过至少四到五年的培养。胚胎学家培训周期长、人才缺口大，劳动强度高。其次，ICSI要在数量众多、不断运动的精子中挑选出单条活力满满且形态较佳的好精子，目前最常见的方法是胚胎学家通过显微镜目测评估精子，然而这种方法主观性较强，依赖于胚胎学家的经验。并且，在选取精子的过程中，胚胎学家手工操作难免会给精子挑选带来些许个体差异，质量控制难度大，尤其是针对少弱精患者，优选精子耗时太长，不利于临床工作效率的提升。

北京捕精者生物科技有限公司是一家集产学研工于一体的创新型医疗器械制造商及活细胞捕捉分析科研仪器技术平台服务商。公司汇聚人工智能、光学、生物物理学、临床医学、遗传学、自动化等多学科顶尖技术专家，专注于临床医学、生命科学及畜牧业育种领域活细胞创新产品的开发与应用。

“人工智能活体精子优选工作站”是捕精者的第一款产品，也是全球首个可实现活体单精子无标记成像、智能分析、无损捕获后直接使用的一站式完整解决方案的设备。其代表着目前活细胞无损捕获最难、最具有代表性的前沿技术。

捕精者研发的“人工智能活体精子优选工作站”

“人工智能活体精子优选工作站”由光学成像模块、光镊模块、微操模块、温控模块、AI活体精子分析控制软件组成，将光镊、（超）高分辨成像、人工智能技术紧密结合，将精子按照其运动特征和结构特点分类，实现自动优选，一次分析仅用不到15秒，就能实现从数量众多、不断运动中的活体精子中优选出单个活精子，并实现对同一个活精子的活力、形态与结构的同步测量。具有无标记成像、智能化分析、无损捕获的优点，同时还能保存该精子的活力及形态信息，供临床使用及溯源。

方雅亮告诉动脉网，“人工智能活体精子优选工作站”已经智能化的实现了在数量众多、不断运动的活精子中优选出未破坏活性的、具备形态与活力指标的单精子直接用于辅助生殖ICSI注射，同理也可实现“从破坏性到无侵染获得活细胞的跨越”，让“获得未侵染最接近真实值的活细胞”走进临床与科研，真正实现科技服务大众。

需要特别一提的是，2022年9月，依据国家药品监督管理局相关文件，人工智能活体精子优选工作站按第Ⅲ类医疗器械管理，分类编码为18-07。这也就意味着，未来这一类型的设备不用再次分类界定，可直接参考该编码进行分类注册。“人工智能活体精子优选工作站”成为该类型仪器设备的开拓创新者。

据悉，该工作站临床前研究已近尾声，不日将启动临床注册。

依托“光镊+（超）高分辨成像+人工智能”的技术，捕精者不仅构筑起自身的护城河，也构建起了自身的核心价值——即捕精者构建了“活细胞成像与捕获”加“活细胞图像人工智能分析”的能力。而这个能力不需要经过染色、抗原抗体等分离技术的侵染，只需将目标细胞标记图像经过人工智能深度学习，几乎可以延展到每一个涉及活细胞挑选的应用场景中去。

在捕精者的规划中，辅助生殖精子优选，只是这个技术应用万里长征的第一步。

得益于能对活动的悬浮细胞从图像上进行单个优选、捕获、转移。

• 在医疗领域，该技术不仅可用于辅助生殖中的精子挑选应用，还可用于其他医学领域的活细胞获取及应用；

• 在生命科学领域，可利用光谱鉴别、分类不同细胞、干细胞的分化与筛选、类器官的发育与筛选等单细胞或微纳颗粒的挑选等；

• 在畜牧业育种领域，可在牛、猪、珍稀动物等其他动植物育种方面展开应用。

在研发出“人工智能活体精子优选工作站”后，基于现有架构模型的优化创新，捕精者正在研发“人工智能活体牛精子性控分离工作站”，有望打破垄断国际牛冻精生产数十年数百项专利的保护与封锁，通过分析牛精子的”精气神“实现无标记识别牛的XY精子，为解决“卡脖子”问题及推动畜牧业高质量发展提供利器。

“光镊拥有不直接接触、无机械损伤，可实现微纳颗粒的捕捉，结合现阶段突飞猛进的人工智能技术，我相信光镊及人工智能技术的有效融合一定会像PCR与测序技术的应用一样会形成一个崭新的赛道，并渗透到各行各业，成为一个新的主流应用技术，推动细胞生物学的发展。”方雅亮早已在心中擘画出捕精者的发展脉络。

“对于活细胞成像、分析、捕获的技术架构模型，捕精者通过近8年时间技术攻关全部已经完成，剩下的就是对其他各种活细胞进行验证实验了。未来，我们会按平台技术公司来运营捕精者，希望能在捕精者的技术平台上孵化出各种细分领域的公司。也许，捕精者会更名为更契合对微纳细胞无标记成像、智能分析、无损捕获技术特点的名字；也许，会将所有的核心技术集中再成立一个母公司，捕精者就成为一家专注于辅助生殖的公司，这需要在后续的发展中决定。”

目前，捕精者正在寻求新一轮融资与招募科研仪器代理商，以推进现有几个产品的临床验证、注册、审批与大数据图谱库的建设，扩大再生产，正式向科研领域提供设备与技术服务。

无论是谈及“问道青城山，拜水都江堰”，还是介绍自家技术产品，亦或是回忆起研发中的困难阻塞。只要说起捕精者，方雅亮就声音洪亮，滔滔不绝，语调欢快而幸福，如同歌唱一般。虽然笔者只能通过听筒感受他的声音，但相信，声音那头的他，无论是眼睛还是内心，都一如2016年的那个下午，迸发着炙热而灼烈的光……