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细胞破碎仪:科学探索的关键工具

2024.09.24


近年来,原核生物真核生物细胞作为表达系统在生产蛋白疫苗、核酸疫苗和生物酶制剂等产品中的应用日益增多,成为热门领域。在此背景下,细胞破碎仪作为关键科研仪器备受关注。随着应用场景扩展和技术革新,细胞破碎仪器正朝着高效节能低噪环保自动智能化方向发展。政府大力支持本土替代品,促进科研仪器设备行业快速进步。尽管国外厂商在高端领域仍占主导地位,但国内企业通过创新逐步缩小技术差距。未来,细胞破碎仪行业将迎来更多增长点,带来新的投资机遇。










篇研究报告将从细胞破碎仪的定义与种类优劣分析市场规模产业链结构行业壁垒竞争格局资本市场情况等维度进行详细的阐述及分析,并提出投资建议。





01


定义与分类




细胞破碎是利用外力破坏细胞膜和细胞壁释放细胞内容物的技术是分离细胞内非分泌型生化物质的基础细胞破碎方法分为机械法非机械法。机械法包括高压匀浆破碎、超声波破碎、高速搅拌珠研磨破碎、震荡珠击破碎等。非机械法包括酶溶法、化学法、干燥法和物理法(如低温处理、高渗透压处理等)。

图1.胞破碎方法分类(资料来源:公开资料整理、华医研究院整理)。

细胞破碎仪是用于破碎、分散和混合细胞/组织的仪器设备,常通过振动、压力、超声等手段破坏细胞壁和/或细胞膜,释放细胞内的DNA、RNA、蛋白质等内容物,也用于准备细胞裂解物或进行细胞器分离。细胞破碎仪多采用机械法进行破碎,广泛应用于细胞生物学分子生物学生物化学等领域。

图2.手持式细胞破碎仪破碎细胞示意图(资料来源:公开资料整理、华医研究院整理)。

根据技术原理,细胞破碎仪可分为超声波破碎仪、高压均质机(匀浆机)高速珠磨机冷冻研磨机。超声波破碎仪通过高频率超声波震动液体中的微小气泡破碎细胞;高压均质机利用剪切力和冲击力在高压下破碎细胞,可细分为一般高压均质机、高压微射流均质机和超高压均质机;高速珠磨机通过硬质研磨珠的高速旋转物理破碎细胞;冷冻研磨机主要用于实验室,应用较少,难以兼顾规模和精度。

图3.细胞破碎仪应用示例(资料来源:华医研究院整理)。






02


细胞破碎仪优劣分析




细胞破碎仪既可以应用于单个细胞,也可以应用于大量的细胞群体或组织等。细胞破碎仪的优点包括保持细胞活性省时样品损失少,以及能够处理大量样品。因此,细胞破碎仪的不断发展和改进对实验和生产的贡献是十分显著的。然而,细胞破碎仪也存在一些问题,如成本高、操作技术要求高、温度上升以及脆弱样品可能受损等。这些缺点在一定程度上限制了其应用范围和效果。

图4.细胞破碎仪优势和劣势分析(资料来源:华医研究院整理)。




03


市场规模




2023年全球细胞裂解与破碎市场规模约为52亿美元,未来十年内CAGR约为8.6%-10.1%,预计2031年前后行业规模有望超百亿美元,发展趋势整体向好。

图5.2022-2032年全球细胞裂解与破碎市场规模预测(单位:十亿美元,资料来源:Precedence Research、华医研究院整理)。


1


产品类型



细胞裂解和破碎市场分为仪器、试剂和消耗品三大类。试剂和消耗品占市场份额约70%,细胞破碎仪器最多占30%。预计2023年全球细胞破碎仪器市场规模略低于10亿美元。


2


地区分布



北美是最大市场,占全球市场份额39%-41%,其中美国等四大国家市场份额总计45%。欧美国家将继续保持行业地位。亚太地区(中国、日本、韩国)预计将实现高速增长,复合年增长率(CAGR)约10.9%。






04


产业链结构




细胞破碎仪器产业链结构与其他科研仪器类似,环节较为简洁、技术高度交叉、应用广泛。整个产业链可分为上游、中游和下游三个主要部分:


1


上游



上游涉及生产细胞破碎仪器所需的原材料、零部件和生产加工设备。主要供应商提供压电陶瓷片、控制板、隔音箱等核心部件,以及特定不锈钢材料和高质量研磨球等。


2


中游



中游为细胞破碎仪整机生产厂商,通过核心技术优势、广泛的应用场景和高性价比来吸引下游客户。生产工艺包括平面研磨、绝缘处理和焊接等,确保产品性能和稳定性。


3


下游



下游包括高校科研机构、检验检测机构和工商业企业等终端用户。细胞破碎仪广泛应用于科研和工业,满足不同客户在产品研发和生产制造中的需求。

图6.细胞破碎仪产业链(资料来源:华医研究院整理)。





05


行业壁垒




1


技术壁垒



公司需深厚技术储备、全面应用服务能力和丰富经验,快速开发适应不同客户和场景的产品,实现高效转化和产业化。新进入者短期内理解行业需求、积累技术储备、组建研发团队并建立完善研发体系,难度极大。


2


渠道壁垒



新进入者在短期内建立覆盖全国的专业营销与服务网络难度大、成本高。此外,下游客户倾向于选择综合实力强、技术领先、知名度高的供应商,并与其建立长期合作关系,增加了新进入者的挑战。因此,渠道壁垒遏制了潜在竞争者的进入。


3


人才壁垒



新进入者在短期内组建结构合理、懂行业、懂技术的综合型创新人才队伍,并保证团队稳定发展,难度大、成本高。因此,人才壁垒是行业新进入者面临的重要挑战。






06


竞争格局




细胞破碎仪器行业的技术壁垒中等,由于缺乏绝对技术龙头,市场竞争激烈,竞争格局高度分散。从生产者视角来看,市场主要玩家可按企业所在地及技术附加值分为以下四类:

图7.高中低端厂商及其主要玩家(资料来源:Genizer、华医资本整理)。




07


资本市场情况





1


一级市场



细胞破碎仪器行业融资不活跃。诺泽流体和达远辰光在2022年分别完成了战略融资和天使轮融资。部分其他领域的公司因业务需求与细胞破碎仪器有交集,如杉元科技(C轮)、兰格格乳业(A+轮)、杭州耕香(Pre-A轮)。在生物医药领域,相关案例包括湃隆科技(A轮,1750万美元)、欧凯生物(A轮)和卡替医疗(6轮,总额超亿元,Pre-B+轮)。

图8.近三年细胞破碎仪器相关公司融资事件(资料来源:天眼查、企查查、各公司官网、华医资本整理,不完全统计)。


2


二级市场



当前国内主营业务范围涉及细胞破碎仪器的上市公司数量较少,根据不完全统计,包括新三板在内,约有3家公司,包括北交所上市的新芝生物(430685),以及新三板挂牌的聚能纳米(836439)和欧诺仪器(834326)。

图9.细胞破碎仪器上市公司(资料来源:天眼查、企查查、各公司官网、华医资本整理、不完全统计)。





08


投资建议









细胞破碎仪器产业链包括上游部件制造中游整机生产下游科研及企业应用。市场上产品丰富,但一级市场融资兴趣低。相比其他仪器,细胞破碎仪器市场地位较边缘,行业信息匮乏,早期投资标的稀缺。





技术门槛中等偏低,国产替代率高,但行业壁垒弱,竞争激烈,市场格局不理想。投资细胞破碎仪器需谨慎,尤其是主营业务差异化竞争力有限的企业。新芝生物在超声波破碎仪领域领先,新进入者挑战严峻。





未来增长点包括超声波破碎仪技术更新工业规模化应高压匀浆均质设备新工艺国内珠磨机微流化床推广。关注业务管线综合、财务状况和研发能力强的科研仪器企业,以及提供一站式实验室解决方案的公司。




09


结语




综上所述,细胞破碎仪行业在技术和市场发展上呈现出积极的趋势。随着国产替代的推进和技术的不断革新,国内企业有望在竞争中逐步崭露头角。尽管行业内竞争激烈,市场格局尚待优化,但新技术的应用和市场需求的增加将带来新的增长点和投资机会。投资者在选择标的时应注重企业的技术创新能力财务状况市场定位。特别是那些在超声波破碎仪高压匀浆均质设备等领域具备领先技术的公司,以及能够提供一站式实验室解决方案的企业,更值得关注。本报告希望为投资者提供一个全面的行业视角,帮助把握未来发展的潜力和机遇。






研报收录征集


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声明


节选自华医研究院行业深度报告:2024年7月《细胞破碎仪行业研究报告》

报告中的信息或所表达意见不构成投资、法律、会计或税务的最终操作建议。我公司不就报告中的内容对最终投资建议作出任何担保。



























来源:华医研究院

作者:周子翔、王滢璐

编辑:杨见星












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