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告别繁琐,合成生物学实现自动化!

来自:junmin    更新日期:2023/5/22    点击量: 1776

合成生物学无疑是当今生物行业最热门的研究方向之一!


生物制造由来已久,微生物作为经济型制造工厂,已被应用于医药、工业化学品、食品、农业、生物能源、环保等多个领域,拥有相对成熟的技术并投入生产,获得经济效益。


随着基因测序/合成和组装的成本降低、基因编辑技术的兴起等因素影响,合成生物学再次走进大众视野,被认为具有非常多未知的可能性,这也让生物制造成为了当今全球各国争相布局的领域。中国的十四五规划、美国的国家生物技术和生物制造计划、英国的 2030 年国家生物经济战略等,都可以看出各国对生物制造的关注和重视。


随着对源自重组生物学合成产品需求的增加,劳动密集型、耗时且容易出现人为错误的人工合成生物学工作流程已经不再适用,快速、准确的高通量微生物菌株工程和分子克隆方法变得更受青睐。


爱丁堡大学 EGF 自动化平台


英国爱丁堡大学拥有一个高度自动化的基因组平台—— EGF (The Edinburgh Genome Foundry),可以产生和修饰长达 1 兆碱基对的 DNA 链,以使细胞或整个生物具有新的或改进的功能,例如重编辑干细胞可用于进行个体化医疗,生产疾病检测细菌或提高生物燃料作物的产量。


他们的挑战

为了通过准确的样品和数据追踪来实现更高的样品通量,EGF 需要一个自动菌落挑选系统,该系统需具备以下两个功能,其一是可将多个样品加样至自动兼容 SBS 格式的琼脂板上,并进行划线涂布。其二是该系统还需能够完全整合至它们现有的自动工作流程中,这需要对硬件和软件进行改进,以允许第三方机械臂进行样品处理,并将其输送至工作流程中的其它仪器。


我们的解决方案

为了满足 EGF 的需求,MD 高级工作流工程解决方案(AWES)团队改进了经典的 QPix 420 微生物克隆筛选系统,以提供用于进行液体处理的硬件,同时改进了结构设计以实现机械臂进入和孔板转移。我们将这种定制配置命名为 QPix Select HT 系统。此外,还开发了一种定制的 QPix 涂布头,以便将 8 个样品涂布到分格的 SBS 尺寸琼脂板上。还针对每个独特定制的流程提供开放的 API 和软件支持。


EGF 将 QPix Select-HT 系统完全集成至其自动化平台中,该平台包括三个机械臂、两个液体处理站、培养箱、PCR 仪(标准和实时)、声波分液系统、离心机、封膜机和撕膜机、封盖系统和去盖系统。


结果

由于具备每小时挑选 3,000 个菌落克隆的能力,QPix Select-HT 系统可提供及时将产品交付给客户所需的必要高通量取样功能。每个过程还具备可靠的样本追踪和数据管理功能,从而让 EGF 可在整个自动化工作流程中有效管理样本数据。将系统集成到一个全自动工作流程还可以减少运行系统所需的员工工作时间,从而降低每个 EGF 项目的财务成本。Molecular Devices AWES 团队和 Edinburgh Genome Foundry 的密切合作为其特定的工作流程需求提供了有效的解决方案,从而让 EGF 能够实现通过全自动平台进行 DNA 组装的目标。


QPix 400 系列微生物克隆筛选系统


QPix 400 系列微生物克隆筛选系统可以识别克隆并定量荧光信号强度,从而实现挑取前的预筛选。我们的 QPix 系统全球装机量已经超过 600 套, 广泛用于世界各地的研究机构、测序服务单位、生物科技和制药公司。在人类基因组项目中,QPix 系统的稳定性和准确性获得了测序中心的赞誉。


QPix 系统不仅仅是克隆挑取仪, 它们使科学家能够:

自动化实现从加样、涂布到挑取的工作流程

通过成像、软件识别、参数设置以及高精度位移,每次选择正确的克隆

有效管理大型、多样化的文库:合成生物学的底盘细胞和元件筛选,酶进化,噬菌体展示,蛋白表达,生物燃料研究,工业微生物改造, DNA 测序,基因合成,文库制备和管理等


转载自:美谷分子仪器