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Hamilton自動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)，對目標(biāo)生物產(chǎn)品進(jìn)行的生物工業(yè)化生產(chǎn)。該過程涉及多種學(xué)科的交叉。合成生物學(xué)包含復(fù)雜、高通量的篩選測試工作，所以對經(jīng)濟(jì)時(shí)間效率非?？粗亍Ｅe例來說，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)行的逐級測試過程。這其中的每個(gè)環(huán)節(jié)都有專門的測試和分析步驟。工業(yè)或科研單位往往會選擇其中的一步或幾步進(jìn)行研究和測試，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)過純化，之后進(jìn)一步組裝成更長的基因片段。
Hamilton移液工作站的移液性能，以及Hamilton軟件對輸入數(shù)據(jù)讀取和分析的強(qiáng)大功能，可幫助使用者自動完成引物混合、PCR體系構(gòu)建、產(chǎn)物純化等步驟。目前，大量的國內(nèi)外用戶正在使用Hamilton自動化設(shè)備來完成這些步驟。在實(shí)驗(yàn)中可選用層疊式吸頭，大大提高臺面內(nèi)的吸頭容量。此外，可選配多種溫控模塊和載架以滿足不同類型的冷藏和容器的要求。更妙的是，用戶也可以以工作站為中心整合多種第三方設(shè)備或功能模塊來實(shí)現(xiàn)全流程的自動化和長時(shí)間的無人值守。由此，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜實(shí)驗(yàn)步驟的全自動化。
在質(zhì)?？寺『徒M裝步驟中，包含了酶切、純化、連接、轉(zhuǎn)化等步驟。這些步驟中有移液、體系構(gòu)建、酶試劑分裝、磁珠純化、溫控孵育等步驟。得力于Hamilton移液工作站移液通道的先進(jìn)性能、技術(shù)與幾十年的經(jīng)驗(yàn)積累，這些步驟都可以精準(zhǔn)安全地完成。Hamilton移液工作站也可以通過選配溫控孵育模塊、震蕩模塊、自動PCR儀和電轉(zhuǎn)儀等，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化等步驟的自動化。
另外，質(zhì)粒的不同類型的轉(zhuǎn)化方法都有解決方案，而相對復(fù)雜的涂布過程，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化完成細(xì)胞培養(yǎng)所需的步驟，例如克隆挑選、離心管開關(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)過大通量培養(yǎng)誘導(dǎo)產(chǎn)物表達(dá)之后，需要對產(chǎn)物進(jìn)行檢測以篩選出符合需求的高產(chǎn)菌株和生產(chǎn)條件。因此，要對產(chǎn)物進(jìn)行純化、富集和檢測。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。在對產(chǎn)物進(jìn)行過濾后，進(jìn)入高效液相色譜系統(tǒng)進(jìn)行檢測。隨后，對于高產(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體系，從而檢測產(chǎn)物抗體或者酶的活性。
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