Hamilton自動(dòng)化解決方案在合成生物學(xué)中的應(yīng)用

合成生物學(xué)是以工程學(xué)思想為指導(dǎo)，對(duì)目標(biāo)生物產(chǎn)品進(jìn)行的生物工業(yè)化生產(chǎn)。該過(guò)程涉及多種學(xué)科的交叉。合成生物學(xué)包含復(fù)雜、高通量的篩選測(cè)試工作，所以對(duì)經(jīng)濟(jì)時(shí)間效率非?？粗?。舉例來(lái)說(shuō)，菌株表達(dá)效率上10%的差距可能就是商業(yè)上成敗與否的關(guān)鍵。

合成生物學(xué)的全流程通常包括前期的基因設(shè)計(jì)與合成，表達(dá)載體的克隆，表達(dá)菌株或細(xì)胞的篩選，表達(dá)產(chǎn)物的鑒定，表達(dá)條件的篩選，以及后續(xù)為大規(guī)模生產(chǎn)所進(jìn)行的逐級(jí)測(cè)試過(guò)程。這其中的每個(gè)環(huán)節(jié)都有專(zhuān)門(mén)的測(cè)試和分析步驟。工業(yè)或科研單位往往會(huì)選擇其中的一步或幾步進(jìn)行研究和測(cè)試，以最終實(shí)現(xiàn)高效率的工業(yè)化生產(chǎn)。因此，合成生物學(xué)面臨了通量高、流程復(fù)雜、操作要求高（平行性）和數(shù)據(jù)處理量大等難點(diǎn)。那么，包括自動(dòng)化移液工作站和整合的多種設(shè)備在其中的功能島的使用就尤其重要了。

在基因合成實(shí)驗(yàn)中，往往需要通過(guò)大量的微量移液將多條引物混合并配置反應(yīng)體系，隨后使用PCR儀進(jìn)行片段合成。其產(chǎn)物可以經(jīng)過(guò)純化，之后進(jìn)一步組裝成更長(zhǎng)的基因片段。

另外，質(zhì)粒的不同類(lèi)型的轉(zhuǎn)化方法都有解決方案，而相對(duì)復(fù)雜的涂布過(guò)程，Hamilton也有多種不同解決方案，例如刮涂法和螺旋噴涂法。

在細(xì)胞培養(yǎng)方面，Hamilton的移液工作站可以自動(dòng)化完成細(xì)胞培養(yǎng)所需的步驟，例如克隆挑選、離心管開(kāi)關(guān)蓋等，從而為細(xì)胞培養(yǎng)解決痛點(diǎn)。藉由強(qiáng)大的細(xì)胞培養(yǎng)管理軟件，Hamilton還可以從多個(gè)方向整合多種細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)備，例如培養(yǎng)箱、培養(yǎng)基供液模塊和傾斜模塊等，確保細(xì)胞培養(yǎng)的穩(wěn)定性和高標(biāo)準(zhǔn)。

菌株經(jīng)過(guò)大通量培養(yǎng)誘導(dǎo)產(chǎn)物表達(dá)之后，需要對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)以篩選出符合需求的高產(chǎn)菌株和生產(chǎn)條件。因此，要對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行純化、富集和檢測(cè)。首先，使用Hamilton液相前處理工作站將大通量的發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行固相萃取或液相萃取。在對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾后，進(jìn)入高效液相色譜系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。隨后，對(duì)于高產(chǎn)菌株進(jìn)行挑選和保存。與Hamilton移液通道配合使用IMCS吸頭，可完成產(chǎn)物的快速富集純化，而富集產(chǎn)物可以直接用于配置下一步的檢測(cè)體系，從而檢測(cè)產(chǎn)物抗體或者酶的活性。