新冠疫情下揭開神秘面紗的全自動移液工作站

自1月2日起，河北省6天內(nèi)通報了304例當(dāng)?shù)匦鹿诜窝赘腥菊?確診) 無癥狀感染者)。河北疫情形勢嚴(yán)峻，牽動著全國人民的心。火車停運，地鐵停運，同時進(jìn)行大規(guī)模核酸檢測。然而，在短時間內(nèi)檢測2000萬人并不容易。雖然全國各地的醫(yī)療隊都在幫忙，但巨大的檢測需求和相對低效的人工操作仍然成為疫情防控的絆腳石。

圖|來自網(wǎng)絡(luò)

01 為什么需要全自動移液工作站進(jìn)行大規(guī)模核酸檢測？

大規(guī)模傳染病爆發(fā)較有效的方法是利用更快、更準(zhǔn)確、更自動化的高通量核酸檢測技術(shù)，通過檢測病原體的核酸序列完成快速診斷，實現(xiàn)更短的檢測窗口期。傳統(tǒng)手段多采用人工處理，耗時長，難以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。更重要的是，檢測人員存在很大的安全風(fēng)險，而自動移液工作站的應(yīng)用完美地解決了這個問題。

自動液體處理平臺（Auto tic liquid handling platform system），在臨床實驗室中，可以在樣品分析過程中取代傳統(tǒng)的液體移動工具，自動完成梯度稀釋、液體移動務(wù)，ALH平臺主要用于制備和提取樣品，并可與分析儀器結(jié)合，實現(xiàn)對目標(biāo)物體的高效準(zhǔn)確檢測。

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。它主要用于核酸檢測：一是結(jié)合磁珠分離技術(shù)提取高通量核酸；例如：Vitae 100全自動核酸提取純化器；二是設(shè)置合理的磁盤進(jìn)行自動化PCR例如：Vitae 100全自動PCR兩者的本質(zhì)都是移液工作站，但功能不同。

02 移液工作站核心：微量液體處理技術(shù)

微量液體處理技術(shù)、精確溫度控制技術(shù)、自動控制技術(shù)、防止氣溶膠污染技術(shù)，是產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計中需要克服的問題，較關(guān)鍵的是精確的微量液體處理技術(shù)，如果液體工作站不追求液體精度不能稱為好產(chǎn)品，自動化可以取代多少勞動力，節(jié)省多少成本，不是其性能的基本指標(biāo)。其性能的關(guān)鍵指標(biāo)是安全、高效、準(zhǔn)確。

特別是在核酸檢測實驗中，液體特異性差異大，移液范圍廣，交叉污染容易發(fā)生，一個小誤差可能會影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。

自動核酸檢測系統(tǒng)中使用的微量液體處理技術(shù)應(yīng)具有準(zhǔn)確性和安全性兩個特點，以及各種樣品和試劑的特殊液體特性，這對液體處理設(shè)備的研發(fā)提出了巨大的挑戰(zhàn)。掌握微量液體移動技術(shù)是實現(xiàn)核酸處理系統(tǒng)自動化的前提。目前，絕大多數(shù)自動核酸純化工作站都是基于液體移動平臺，擴(kuò)展實驗功能，以滿足生化實驗或臨床試驗的各種需要。

03 移液工作站的應(yīng)用

生物試劑（各種脂質(zhì)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。高精度液體處理（如轉(zhuǎn)移、稀釋、混合等）是分子診斷實驗中較基本、較頻繁的實驗操作。隨著樣本處理通量和試驗結(jié)果可靠性要求的不斷提高，基于高通量微量液體處理技術(shù)的自動分子診斷設(shè)備是臨床試驗自動化發(fā)展的必然趨勢。

目前，全自動移液工作站已廣泛應(yīng)用于生物實驗室和臨床試驗中。在這些領(lǐng)域，需要處理的液體特性(密度、粘度、揮發(fā)性、腐蝕性等)差異較大，通常需要自動微量液體移動操作，如PCR1-50反應(yīng)溶液的準(zhǔn)備需求μL移液操作；所需液體體積跨度較大，如部分酶溶液分配體積為1-10μL，清洗液的分配體積范圍為1-1萬μL；所需處理的通量較高，操作容器一般需要96孔板或384孔板。針對上述要求，國內(nèi)團(tuán)體不斷投入大量人力和財力開發(fā)相應(yīng)的技術(shù)或產(chǎn)品，并取得了顯著的研究成果。

04 移液工作站市場現(xiàn)狀

由于起步較晚，國內(nèi)儀器行業(yè)不如國外成熟，半自動或全自動液體移動系統(tǒng)基本壟斷了市場。目前，國內(nèi)外之間的差距不在于實現(xiàn)許多功能，而在于控制精度。盡管存在差距，但仍有一些國內(nèi)企業(yè)家和研究人員默默學(xué)習(xí)，盲目相信國外產(chǎn)品不可取，國外產(chǎn)品儀器成本、耗材成本、維護(hù)成本高，相關(guān)合同條款缺乏靈活性，不能完全考慮中國國情，隨著國內(nèi)研發(fā)技術(shù)水平的提高，越來越多的國內(nèi)品牌出現(xiàn)在主要實驗室，近年來，支持國內(nèi)醫(yī)療設(shè)備政策頻繁，以進(jìn)口替代為主題，相信國產(chǎn)儀器的春天即將到來。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄔燕琪.2016年微量液體處理技術(shù)及其在自動化核酸分析系統(tǒng)中的應(yīng)用

[2]Anantanawat Kay, Pitsch Nicola, Fromont Caroline, et al. High-throughput Quant-iT PicoGreen assay using an auto ted liquid handling system.2019.

[3]Yang Yifei K, Reich n Heather A, Bankhead Corey D, et al. Evaluate the comparability of two auto ted liquid handling systems for clinical toxicology assays. 2020.