為什么大規(guī)模核酸檢測需要全自動移液工作站?
對大規(guī)模傳染性疾病爆發(fā)最有效的辦法是利用更加快速、準確、自動化程度高的高通量核酸檢測技術,通過檢測病原體的核酸序列完成快速確診,實現(xiàn)更短的檢測窗口期。傳統(tǒng)手段多采用人工手動處理,耗費周期長且難以統(tǒng)一標準,更重要的是對于檢測人員存在極大的安全風險,而自動化移液工作站的應用則完美解決了這一問題。
全自動移液工作站是一種自動化液體處理平臺系統(tǒng)(Automatic liquid handling platform system),可以在樣品分析過程中取代傳統(tǒng)的移液工具,自動完成梯度稀釋、移液以及混勻液體等高精度的液體處理任務,在臨床實驗室中,ALH平臺主要用于進行樣品的制備和提取,并可以與分析儀器聯(lián)用,實現(xiàn)對目標物的高效精準檢測。
其高通量的處理能力可極大提高檢測效率,自動化的操作避免了人工操作失誤和交叉污染的問題。它在核酸檢測環(huán)節(jié)主要有兩個應用:其一是結合磁珠分離技術進行高通量的核酸提取;例如:Vitae 100全自動核酸提取純化儀;其二是通過設置合理的盤面進行自動化PCR體系構建;例如:Vitae 100全自動PCR體系構建系統(tǒng),二者的本質都是移液工作站,但功能卻不盡相同。
移液工作站的核心:微量液體處理技術
微量液體處理技術、精確溫度控制技術、自動化控制技術、防止氣溶膠污染技術,都是產(chǎn)品生產(chǎn)設計時需要克服的難題,而其中最為關鍵的就是精確微量液體處理技術,移液工作站如果沒有對移液精度的極致追求就不能稱作一個好產(chǎn)品,自動化能代替多少人工,節(jié)省多少成本,并非其性能的基本指標。安全、效率、精準,才是其性能的關鍵指標。
尤其是在液體特異性差異較大,移液量程范圍較寬,及交叉污染極易發(fā)生的核酸檢測實驗中,一個微小的誤差都可能影響結果的準確性。
應用于自動化核酸檢測系統(tǒng)的微量液體處理技術應同時具備準確性和安全性兩個特點,同時還應適用于各種樣本和試劑的特殊液體特性,這對液體處理設備的研發(fā)提出了很大的挑戰(zhàn)。掌握微量移液技術是實現(xiàn)核酸處理系統(tǒng)自動化的前提,目前絕大多數(shù)的全自動核酸純化工作站都是以移液平臺為基礎,通過集成、擴展的方式進行實驗功能的拓展,以此應對生化實驗或臨床檢驗的各種需求。
移液工作站的應用
生物試劑(各種脂類試劑、酶溶液、緩沖液)和生物樣本(血液、尿液、唾液)是分子診斷實驗中常見的處理液體,對于具有不同特性的生物試劑或生物樣本進行高精度的液體處理(如轉移、稀釋、混勻等)是分子診斷實驗過程中最為基礎且最為頻繁的實驗操作。隨著臨床檢驗對樣本處理通量及檢測結果可靠性要求的不斷提高,基于高通量微量液體處理技術的自動化分子診斷設備是臨床檢驗自動化發(fā)展的必然趨勢。
目前,全自動移液工作站在生物實驗室以及臨床檢驗中已經(jīng)得到了廣泛應用。在這些領域中,所需處理的液體特性(密度、粘度、揮發(fā)性、腐蝕性等)差別較大,且常常需要進行自動化的微量移液操作,如PCR反應溶液的配制需求1-50L的移液操作;所需操作的液體體積跨度較大,如一些酶溶液的分配體積在1-10L,而清洗液的分配體積范圍在1-1000L;所需處理的通量較高,一般要求以96孔板或384孔板作為操作容器。針對以上要求,國內(nèi)外很多學者以及公司團體不斷投入大量的人力和財力開發(fā)相應的技術或產(chǎn)品,并已取得顯著的研究成果。