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创新药研发进入湿实验后:人员结构与分工、各岗位任务、最通用的仪器、试剂和流程(校对版 v2)

整理 2026-10-04 · 来源与可靠度标注见正文
本文目录
  1. 0. 一页结论
  2. 1. 湿实验覆盖哪些环节,以及谁来做
  3. 2. 人员结构与比例
  4. 3. 各岗位的具体任务
  5. 4. 最通用的仪器
  6. 5. 最通用的试剂和耗材〔本地〕
  7. 6. 最通用的流程
  8. 7. 判断:自动化和 AI 能改变什么
  9. 8. 局限和待补
  10. 校对记录(v1 → v2)

日期:2026-10-04(v2 是当天校对后的版本,改动见文末"校对记录") 这份是综合既有调研整理而成(本轮网页搜索额度用完,没有新增外部检索)。引用的本地报告:

  • (恒瑞、君实 2025 年报的研发人员画像和研发费用明细)
  • (分阶段设备试剂、占比、国产化率)
  • (靶点验证成本、"验证工厂"判断)
  • (组织骨架、药明化学业务规模)
  • 、(湿实验自动化和闭环)
  • (自动化实验室)、

数据分级:〔年报〕= 公司年报原文数字;〔本地〕= 本地报告引用的第三方数据;⚠️ = 年报数据加行业经验的估算,公司不披露研发内部的岗位分布和湿实验人员比例,所有带 ⚠️ 的数字都需要用招聘数据或访谈校准。


0. 一页结论

  1. 湿实验覆盖三个阶段:药物发现(靶点验证、筛选、先导化合物优化)、临床前(药理药效、药代、毒理)、早期 CMC(工艺、分析、制剂)。进入临床后,样本检测交给中心实验室,药企自己的实验室基本不再参与。
  2. 人员比例:
    • 自建全链条的大药企(恒瑞型):研发人员占全公司 27.6%〔年报〕,其中湿实验岗位约占研发的 55–75% ⚠️,约 3100–4300 人;
    • 外包多的生物科技公司(君实型):研发占 22.0%〔年报〕,湿实验岗位约占研发的 40–60% ⚠️,约 260–380 人,而且偏 CMC,因为生物药的工艺环节重。
  3. 金字塔结构 ⚠️:项目负责人和实验室主任约 5–10%,资深科学家(博士或资深硕士)约 15–25%,研究助理和实验员(硕士、本科)约 50–65%,技术支持(动物饲养、设备、样品管理)约 10–15%。恒瑞研发人员的学历分布(博士 13%、硕士 47%、本科 36%)〔年报〕和这个结构大体一致,但要注意学历口径覆盖了全部研发人员,包括临床和注册岗位。
  4. 最通用的"三件套":
    • 流程:小分子是"设计—合成—测试—分析"循环(DMTA);大分子是"表达—纯化—表征—功能测试";所有生物学实验的底座是细胞实验标准流程。
    • 设备:移液器、离心机、生物安全柜、CO₂ 培养箱、超低温冰箱、酶标仪、qPCR、显微镜;加上分阶段的液质联用、核磁、蛋白纯化系统、SPR、流式细胞仪、自动化液体工作站。
    • 试剂:培养基和血清、细胞系、抗体和重组蛋白、分子酶和试剂盒、化学砌块和溶剂、层析填料、实验动物。
  5. 钱的结构:
    • 材料和试剂约占创新药企研发费用的 8–15% ⚠️〔本地〕,早期生物科技公司可达 20–30%;
    • 恒瑞的"直接投入"(材料、试剂、动物、能耗)是 11.90 亿元,占费用化研发的 17.1%;如果把资本化部分也算进总研发投入 87.2 亿元,则占约 13.6%〔年报,作者计算〕;
    • CRO 服务费里还有 20–35% 实质是试剂、动物和仪器机时 ⚠️〔本地〕。
  6. 外包的湿实验产能比药企内部大得多:药明康德化学业务约 1.8 万人〔本地〕,是恒瑞内部药物发现团队(约 1700–2300 人 ⚠️)的约 8–10 倍。
  7. 对 AI 和自动化的含义:研究助理和实验员(占五到六成)做的移液、细胞培养、铺板检测、样品处理,最容易被自动化;资深科学家做的实验设计、结果解读、决定下一轮做什么,是 AI 加闭环控制要增强的部分(对应 AI4S 报告的判断:先做实验数字化和闭环控制,而不是只做参数搜索)。

1. 湿实验覆盖哪些环节,以及谁来做

阶段 湿实验内容 一般谁做 占总研发预算(含临床)
药物发现 靶点验证、检测方法开发、筛选、先导化合物优化、结构生物学 内部为主;化学合成大量外包给药明、康龙 约 10–15% ⚠️
临床前 体外和体内药理药效、药代动力学、GLP 毒理 药理药效内外都有;GLP 毒理多数外包(Charles River、昭衍、药明) 约 10–15% ⚠️
早期 CMC 细胞株和工艺开发、分析方法、制剂、毒理批次和临床样品 生物药公司内部工艺团队较重,也常用 CDMO 约 10–15% ⚠️
临床(参照) 不在药企实验室,样本检测交给中心实验室 CRO 约 55–70% ⚠️

一个新靶点的完整验证包 ⚠️〔本地,09-23 大模型报告〕:1–3 年、3–10 名科学家、500 万–3000 万元。基因敲除小鼠这类"零件"已经工业化(全身敲除小鼠约 1 万元起,最快 7 周交付),真正贵的是科学家判断"做哪些实验、怎么解读"的时间。

2. 人员结构与比例

2.1 年报能看到的(恒瑞 vs 君实,2025 年报)

指标 恒瑞医药 君实生物
员工总数 20,602 2,903
员工结构 销售 43.5% / 研发 27.6% / 生产 19.4% / 行政 9.5% 销售 44.4% / 研发 22.0% / 生产 21.9% / 管理 11.6%
研发人员数 5,684 640
研发人员学历 博士 742(13%)/ 硕士 2,634(47%)/ 本科 2,020(36%)/ 专科 257(5%) 博士 50(8%)/ 硕士 249(39%)/ 本科 317(50%)/ 专科 24(4%)
研发人员年龄 30 岁以下 31% / 30–40 岁 57% / 40–50 岁 12% 30 岁以下 17% / 30–40 岁 67% / 40–50 岁 14%
研发人员人均薪酬 约 41 万元 ⚠️(研发薪酬 23.51 亿 ÷ 5,684 人) 56.0 万元(年报披露)
研发费用结构 薪酬 33.8% / 设计试验费(临床和委外)30.4% / 直接投入 17.1% / 其他 13.0% / 折旧 4.2% / 股权激励 1.5%(费用化研发 69.61 亿元) 临床研究及技术服务 62.3% / 薪酬 25.1% / 折旧 6.7% / 日常运营 3.0% / 股份支付 2.9%(13.42 亿元)

2.2 研发内部的岗位分布 ⚠️(09-23 报告的行业经验估算)

岗位 恒瑞型(自建全链条) 君实型(生物科技公司,外包多) 是否湿实验
药物发现(药物化学、生物学、筛选) 30–40% 10–15% ✓
药理、毒理、药代 10–15% 5–10% ✓
CMC(工艺、分析、制剂或细胞株) 15–20% 25–35% ✓
临床运营、医学、统计、注册 25–35% 40–50% ✗
湿实验岗位合计 55–75% 40–60%
推算的湿实验人数 约 3,100–4,300 人 约 260–380 人

2.3 湿实验团队内部的金字塔 ⚠️

层级 占湿实验团队 典型背景 做什么
项目负责人或实验室主任 5–10% 博士加 10 年以上,常有跨国药企或海外经历 定方向、选候选物、对接临床和 BD、分配资源
资深科学家 15–25% 博士,或资深硕士 设计实验、开发检测方法、解读数据、决定下一轮;每人带 3–6 名助理
研究助理和实验员 50–65% 硕士、本科 执行:合成、纯化、细胞培养、铺板检测、动物给药和取样、样品处理、数据录入
技术支持 10–15% 本科、专科 动物饲养、设备维护、样品库和冷链、试剂采购、安全环保
质量(GLP/GMP 环节) 约 5% 本科以上 数据完整性、审计

和学历分布的对照:恒瑞研发人员里博士只有 13%,而金字塔顶部(负责人加资深科学家)占 20–35%。两者能对上的前提是:资深科学家里有相当一部分是资深硕士,并且临床和注册岗位里博士比例较低。年报没有给出湿实验岗位单独的学历结构,这一点要靠访谈确认。

学科配比 ⚠️:

  • 小分子发现项目:化学和生物的人数比约 1.5–3 : 1。化学合成是瓶颈,大量外包以后内部比例会下降。
  • 大分子项目:抗体发现、蛋白科学、工艺、分析几块人数相当,CMC 团队往往最大。

2.4 交叉验证:人均耗材和外包产能

校验 计算 结论
恒瑞每个湿实验人员每年的直接投入 11.90 亿元 ÷ 3,100–4,300 人 ≈ 28–38 万元/人/年 ⚠️(含动物和能耗,不含外包服务费里的试剂) 量级合理。说明湿实验人员推算区间不离谱,但耗材强度没有行业基准可比,需要校准
外包湿实验产能 vs 药企内部 药明康德化学业务约 1.8 万人〔本地〕 vs 恒瑞内部药物发现约 1,700–2,300 人(5,684 × 30–40%)⚠️ 外包的湿实验人力规模远大于单个药企的内部团队,这正是"药企设计、CRO 合成"分工的体现

3. 各岗位的具体任务

职能 核心任务 关键产出 外包程度
药物化学(小分子) 根据构效关系设计分子、合成、纯化、结构确证(液质联用、核磁)、合成路线优化 化合物、构效关系数据 高:内部负责设计,合成多在 CRO
检测生物学和药理 靶点验证(CRISPR 敲除、RNAi)、开发检测方法(生化、细胞)、筛选、量效和选择性测试、机制研究 检测方法、IC50、选择性谱 中
结构和生物物理 蛋白表达纯化、结合动力学(SPR/BLI)、晶体或冷冻电镜结构、热稳定性 结构、亲和力 中(冷冻电镜常用公共平台或 CRO)
抗体和生物药发现 免疫、噬菌体展示或单 B 细胞筛选,测序,瞬时表达,纯化,亲和力和功能测试,人源化,可开发性评估 先导抗体 中
药代动力学(DMPK) 体外 ADME(肝微粒体、肝细胞、Caco-2、血浆蛋白结合)、动物药代、生物样本分析(液质联用) 药代参数 高
体内药效 动物模型(移植瘤、同系、人源化)、给药、肿瘤测量、取样、组织病理 药效数据 中高
毒理和安评 内部做探索性毒理,GLP 毒理外包,病理 IND 申报包 很高
CMC:工艺 小分子做工艺化学和放大;大分子做细胞株构建、上游(生物反应器)和下游(层析、超滤) 工艺、批次 中高(CDMO)
CMC:分析和制剂 方法开发和验证(HPLC、毛细管电泳)、稳定性、处方 质量标准 中
实验室运营 动物房、设备、样品库、采购、安全环保、数据系统(电子实验记录本、实验室信息管理系统) 运营保障 部分外包

4. 最通用的仪器

4.1 通用设备(不分阶段,几乎每个湿实验室都有)

设备 用途 主要厂商(外资 / 国产)
移液器和枪头 一切液体操作 Eppendorf、Gilson、Rainin / 大龙等
离心机 样品分离 Eppendorf、Beckman、Thermo / 湘仪等
生物安全柜、超净台 无菌操作 Thermo、Esco / 海尔、苏净(国产优势)
CO₂ 培养箱 细胞培养 Thermo、Eppendorf / 海尔
超低温冰箱和液氮罐 样品和细胞保存 Thermo / 海尔、中科美菱(国产主导)
酶标仪(多功能读板仪) 各类检测读数 Molecular Devices、BMG、Tecan、Revvity
PCR 和 qPCR 仪 基因检测、定量 Thermo、Bio-Rad、Roche
显微镜(倒置、荧光、共聚焦、高内涵) 细胞观察、成像 Zeiss、Leica、Nikon、Olympus(Evident)
天平、pH 计、纯水系统 称量和配液 Mettler-Toledo、Merck Milli-Q / 精科天美、雷磁

4.2 分阶段的核心仪器〔本地〕

阶段 核心仪器 外资份额(中国市场)
小分子发现 液质联用、核磁、制备 HPLC、平行或自动合成 质谱约 85%(2025-10 单月采购金额);核磁接近 100%
大分子发现 蛋白纯化系统(AKTA)、SPR/BLI、毛细管电泳、瞬时表达平台 高
药理和筛选 自动化液体工作站、高通量筛选、流式细胞仪、活体成像、膜片钳 流式前三家占 77.7%(BD、Beckman、Agilent,2024 上半年)
药代和生物分析 三重四极杆液质联用 高
体内和毒理 动物房设施、小动物影像、病理切片扫描 —
CMC 生物反应器(含一次性)、层析、超滤、HPLC 和毛细管电泳(放行检测) 高端以外资为主
靶点和疾病生物学 测序仪、单细胞平台、冷冻电镜 冷冻电镜几乎被 Thermo 垄断;国内测序以华大 MGI 领先

5. 最通用的试剂和耗材〔本地〕

类别 典型产品 国产化
细胞培养 培养基(DMEM、RPMI、CHO 培养基)、胎牛血清、胰酶、细胞系(HEK293、CHO、肿瘤细胞系)、类器官试剂 培养基国产化约 40%(2025)
抗体和重组蛋白 一抗二抗、细胞因子、抗原 进口约 60–70% ⚠️(国产有义翘神州、百普赛斯、Proteintech)
分子生物学 PCR 和 qPCR 酶、逆转录、克隆和建库试剂、质粒和转染试剂、CRISPR 试剂 分子类试剂进口超过 70%(2021 年数据,偏旧)
检测试剂盒 细胞活力(如 Promega CellTiter-Glo)、ELISA、荧光共振能量转移类检测、报告基因 进口为主
化学 化学砌块、溶剂、催化剂、色谱柱 国产份额高(药明、毕得、皓元、阿拉丁、泰坦)
纯化 层析填料、超滤膜、滤器 进口超过 50%(国产有纳微、蓝晓)
动物 基因编辑小鼠、人源化小鼠、大鼠、比格犬、实验猴 国产主导(集萃药康、百奥赛图、维通利华;实验猴由国内养殖场供应)
塑料耗材 枪头、离心管、培养板(96 孔、384 孔)、培养瓶 中低端国产替代快

规律〔本地〕:越接近"精密制造加软件加数据合规"的品类,越依赖进口;越接近"化学合成加规模生产加渠道"的品类,越容易国产化。

6. 最通用的流程

6.1 小分子:DMTA 循环(每轮约 1–4 周 ⚠️)

设计(构效关系、计算模拟)→ 合成(化学家或 CRO,液质联用和核磁确证)→ 测试(生化和细胞检测、选择性、体外 ADME)→ 分析(数据汇总,决定下一轮)→ 回到设计
  • 一个先导优化项目通常要做几百到几千个化合物、几十轮循环,才能提名候选物 ⚠️。
  • 瓶颈在合成(人力)和数据回流的速度。这正是自动化合成、AI 分子设计和"AI 假设验证工厂"要压缩的地方(见 09-23 大模型报告)。

6.2 抗体和大分子:从发现到候选物

抗原制备 → 免疫或展示库筛选 → 测序和克隆 → 小规模瞬时表达 → 纯化(Protein A)→ 结合(ELISA、SPR)和功能(细胞实验)测试 → 人源化和亲和力成熟 → 可开发性评估(聚集、热稳定性、表达量)→ 候选物

6.3 细胞实验标准流程(几乎所有生物学实验的底座)

复苏 → 传代扩增 → 计数和活率 → 铺板(96 孔或 384 孔)→ 加药(梯度稀释)→ 孵育 → 读板、成像或流式 → 数据分析(拟合 IC50/EC50)
  • 这条链路的重复操作最多,是自动化工作站和机器人(镁伽的"黑灯实验室")最先替代的部分。
  • 类器官是这条流程的三维升级版:多了基质包埋、长周期培养、功能读数(见 AI4S 类器官报告:先做状态估计、异常预警、每孔一份数字批记录)。

6.4 体内研究

实验方案和动物伦理审批 → 动物采购和适应期 → 造模(如接种肿瘤)→ 分组 → 给药 → 观察和测量 → 取样(血样做药代、组织做病理)→ 生物分析 → 报告

6.5 GLP 毒理(多数外包)

GLP 方案 → 剂量探索 → 关键毒理(啮齿类加非啮齿类,常见 28 天或 3 个月)→ 临床病理和组织病理 → 毒代动力学 → 质量审计 → GLP 报告 → 进入 IND 申报包

7. 判断:自动化和 AI 能改变什么

人员层级 占湿实验团队 工作性质 自动化或 AI 的影响
研究助理和实验员 50–65% ⚠️ 重复执行(移液、培养、铺板、处理样品) 最容易被自动化:液体工作站、机器人实验室、无人值守运行。镁伽宣称效率提高 20 倍以上(厂商口径,未核实)
资深科学家 15–25% ⚠️ 设计、解读、判断 AI 增强:生成实验方案、解读数据、决定下一轮(闭环控制);"AI 假设加 CRO 验证"
项目负责人 5–10% ⚠️ 方向和资源 影响较小
技术支持 10–15% ⚠️ 设备、动物、样品 部分自动化(样品库、冷链监控)
  • 限制条件(来自湿实验和 AI 训练报告):湿实验以天到周计,信号稀疏、噪声大,前沿模型目前不把湿实验当在线奖励信号;更现实的是"实验数字化加慢回路回流数据"。
  • 中国的特殊性:研发人力便宜(恒瑞研发人均约 41 万元),替代人力省下的钱比美国少;但中国拥有全球最大的 CRO 湿实验产能(药明化学业务一家就约 1.8 万人),更适合做"验证工厂"(09-23 大模型报告的判断)。
  • 最有价值的切口:把"细胞实验标准流程"和"DMTA 的测试环节"做成标准化、可追溯、可闭环的自动化产线,同时沉淀高质量数据。这和 AI4S 报告"先做湿实验数字化和闭环控制"的路线一致。

8. 局限和待补

  1. 研发内部的岗位分布、湿实验团队金字塔、化学和生物配比、DMTA 每轮周期和化合物数量,都是经验估算。建议用以下方式校准:
    • 招聘数据(各岗位的招聘量和学历要求);
    • 访谈 3–5 家不同类型的公司(大药企、生物科技公司、CRO)的研发负责人;
    • 补充更多年报样本(信达、百济、科伦博泰),看研发人员学历和费用结构的离散程度。
  2. 美国药企的人员结构本地没有数据。搜索额度恢复后,可以补上美国大药企和生物科技公司的研发人员结构(10-K 里的员工职能分布)。
  3. 设备和试剂的国产化率部分数据偏旧(分子类试剂是 2021 年数据),引用时注意时效。

校对记录(v1 → v2)

# 位置 v1 v2 原因
1 君实型湿实验占比 40–55%,约 260–350 人 40–60%,约 260–380 人 按岗位分布表重新加总:10–15% + 5–10% + 25–35% = 40–60%
2 恒瑞"直接投入"占比 "占 17%" 占费用化研发的 17.1%;占总研发投入(含资本化 87.2 亿)约 13.6% 原文没写分母,容易误读;补上两种口径
3 学历和金字塔的关系 "和这个结构吻合" "大体一致",并说明学历口径包含临床岗位,资深科学家里应有相当比例是资深硕士 博士 13% 低于金字塔顶部的 20–35%,不能说"吻合"
4 研发费用结构 薪酬 34%、委外和临床 30% 改成年报原值:33.8%、30.4%,并补上其他科目 用原始数字
5 测序份额 "测序以华大领先" "国内测序以华大 MGI 领先" 限定市场范围
6 流式份额 78% 77.7%(BD、Beckman、Agilent,2024 上半年) 用原始数字和时间
7 新增 — 2.4 交叉验证:人均直接投入 28–38 万元/人/年;药明化学业务约 1.8 万人 vs 恒瑞内部药物发现约 1700–2300 人 用两组独立数据检验人员推算是否合理
8 新增 — 第 1 节补上靶点验证包的成本和周期(来自 09-23 大模型报告) 补齐"湿实验要花多少钱、多久"
9 镁伽效率数据 厂商口径 加注"未核实" 标明数据性质
10 全文 — 增加数据分级标注:〔年报〕、〔本地〕、⚠️ 区分可核实数字和估算数字

本文为个人研究笔记,结论基于成文时可获得的公开信息;带〔估算〕〔推断〕或⚠️的数字未经独立核实。