Oxford Nanopore基于其核心纳米孔测序技术提供基因测序产品，测序产品具有便携、长读长、直接测序等特点，打破了基因组分析的常规模式，有望改变固有的市场模式； Oxford Nanopore的发展路径为由基础科学研究到商业落地，在发展中持续性构建专利围栏以保证自己的市场竞争力，掌握涵盖了纳米孔感测的从基础到测序各个方面的专利。

Oxford Nanopore概述

Oxford Nanopore总部位于英国，是于2005年作为牛津大学的衍生公司而成立，致力于开发和销售用于单分子直接电子分析的纳米孔测序产品。纳米孔测序的测序原理是基于电信号的单分子实时测序，可以直接读取DNA/RNA分子双链。

Oxford Nanopore早年所进行的纳米孔结构工作是基于合作者（如来自哈佛大学、波士顿大学、等学术机构的教授）提供的专业知识和专利技术进行研究的。之后将生物和电子技术相结合，不断在与纳米孔感测相关的学科中创新。2011年伴随着Oxford Nanopore首次将具有鉴别核苷酸能力的纳米孔和能够控制核苷酸通过纳米孔的酶马达相结合，其产生了第一个使用纳米孔进行DNA测序的实例，实现了由基础科学到技术平台的落地。随后，Oxford Nanopore不断推出基因测序新产品。

Oxford Nanopore推出测序产品的目标是：使任何人，在任何地点，能对任何生物进行分析。例如，MinION能够以类似于USB连接的方式在笔记本电脑或手机上使用，在2018年，美国NASA航天局宇航员便使用MinION首次在宇宙国际空间站完成了对RNA的直接测序。Oxford Nanopore这种基因测序产品打破了基因组分析的常规模式，有望改变长期以来由Illumina公司主导基因测序市场的现状。

基因测序产品和专利分析

产品概述

目前，Oxford Nanopore基于纳米孔测序技术推出的产品包括测序仪MinION、台式高通量测序仪GridION和PromethION、适配器Flongle、数据分析配件MinIT、文库制备仪VoITRAX。

其中，文库制备仪VoITRAX是小型的USB驱动设备，可以自动完成纳米测序的上游实验过程-从样本提取到文库制备。数据分析配件MinIT为测序仪的一款迷你配件，可以提供快速的数据分析和设备控制以帮助用户在更多地方实现高通量纳米孔测序。适配器Flongle是一款小型适配器，可以在更小的单测序芯片上进行直接实时的基因测序。MinION有两款，一款为手持测序仪MinION，体积小到可以放在口袋里，USB驱动，数据量高达Gb；另一款为升级款MinION Mk1C，具有高分辨率触摸屏显示支持全面的设备控制，测序结果可视化。GridION为高通量台式系统，能够同时或单独运行五个测序芯片。PromethION为高通量高样本台式系统，可同时运行多达24个或48个测序芯片。

核心技术与专利分析

Oxford Nanopore所提供的基因测序仪的核心技术均是纳米孔测序技术，通过实施监测核酸通过蛋白纳米孔时的电流变化来工作并解码电流信号以确定碱基序列，能够直接实时分析长的DNA/RNA片段。

结合手持测序仪MinION对Oxford Nanopore的核心技术进行简要说明。生物膜（如磷脂双分子层）配合电子芯片作为传感器，在其上形成纳米孔，带负电荷的核苷酸将涌向纳米孔的正电极，从而不同的碱基在经过纳米孔会产生不同的电流变化以被检测到。其中，核苷酸在文库制备时会装有酶马达（也称马达蛋白），能够控制核苷酸通过纳米孔的速度以使得预定时间通过一个碱基，在这个过程中，酶马达会解开双链同时带领单链通过纳米孔。

对于主攻纳米孔测序的Oxford Nanopore来说，在专利上有两百多个专利家族超过一千件专利申请涵盖了纳米孔感测的所有方面，包括纳米孔感测的基本专利和核苷酸测序相关的专利。

代表专利举例如下：

以专利US8828208B2为例，其解决了现有技术中所提出的通过感测分子实体鉴定分子的基本原理在实现中存在技术限制（如涉及的电信号量级非常小且发生在非常短的时间内），从而使得实际感测技术复杂且昂贵，难以扩大规模。

具体地，该专利公开一种感测设备，包括传感器装置、检测电路、数据处理器。传感器装置包括形成的穿过每个孔的脂质双分子层，并在所述脂质双分子上插入膜蛋白质。检测电路包括检测通道和开关装置。传感器装置上的孔被分成组以分别与检测通道相连，检测通道被设计成放大非常小的电流以具有足够分辨率感测电特征变化。开关装置受控在时间量程上导通或关断相应的孔与检测通道之间的线路。数据处理器接收并处理来自检测电路的信号并控制检测电路操作。

进一步，通过对Oxford Nanopore所拥有的简单同族专利统计来看，Oxford Nanopore的专利申请趋势与其研发路径相一致。根据官网信息显示，在公司成立的早期2005年至2008年，Oxford Nanopore是与全球领先的纳米孔传感研究人员建立一系列独家许可协议进行合作和有关研究，在此期间，Oxford Nanopore也确实鲜少有专利申请出现。

从2008年至今的专利统计来看，Oxford Nanopore的技术研究并非完全依赖于合作方进行，其在之后几年的研究中不断创新，尤其在技术性突破的2011年开始，专利申请量开始明显增加，并在2014年推出了新产品MinION。虽然在刚推出MinION之后的几年Oxford Nanopore的专利申请量有所下降，但其依然保持在该领域的技术创新，伴随着2017年至2019年频繁的推出新产品，其专利申请量也达到了历史新高。考虑到2020年专利申请并未全部公开，从曲线上已公开的专利申请量来看，预估Oxford Nanopore在2020年布局的专利量应该与2019年持平。

随着Oxford Nanopore持续多年的技术创新并保持连续的专利申请，其最初所基于的合作方的部分专利也走到了生命尽头，如哈佛大学和加利福尼亚大学作为申请人的专利号为US5795782B2，发明名称为“Characterization of individual polymer molecules based on monomer-interface interactions” 的专利已于2016年2月到期。而正是由于Oxford Nanopore在合作中不忘牢牢把握自己的创新技术并及时持续性的构建自己的专利围栏，才能够一直保持自己在纳米孔测序领域的核心竞争力，甚至于将打破基因测序市场的常规模式。

小结

Oxford Nanopore作为诞生于学术机构的公司，不同于大型商业公司如Illumina通过收购方式把握核心技术占据市场地位，其是通过与各个学术机构进行合作的方式不断研究发展纳米孔测序相关的基础科学，并基于突破性学术成果研发相应的技术平台以实现商业落地。

虽然涉及到多方合作，但Oxford Nanopore在公司发展的过程中一直通过牢牢把握自己的创新技术并及时持续性的构建自己的专利围栏来保证自己在市场上的核心竞争力，其专利申请涵盖了纳米孔感测的所有方面，包括纳米孔感测的基本专利和核苷酸测序相关的专利。由此可见，专利布局并不是一劳永逸的事情，企业要想在某一领域保持长久的竞争力，持续并周全的建立与核心技术相关的专利围栏是必不可少的。

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