【睿科】新冠疫情下揭开神秘面纱的全自动移液工作站

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对大规模传染性疾病爆发最有效的办法是利用更加快速、准确、自动化程度高的高通量核酸检测技术，通过检测病原体的核酸序列完成快速确诊，实现更短的检测窗口期。传统手段多采用人工手动处理，耗费周期长且难以统一标准，更重要的是对于检测人员存在极大的安全风险，而自动化移液工作站的应用则完美的解决了这一问题。

全自动移液工作站是一种自动化液体处理平台系统（Automatic liquid handling platform system），可以在样品分析过程中取代传统的移液工具，自动完成梯度稀释、移液以及混匀液体等高精度的液体处理任务，在临床实验室中，ALH平台主要用于进行样品的制备和提取，并可以与分析仪器联用，实现对目标物的高效精准检测。

其高通量的处理能力可极大提高检测效率，自动化的操作避免了人工操作失误和交叉污染的问题。它在核酸检测环节主要有两个应用：其一是结合磁珠分离技术进行高通量的核酸提取；例如：Vitae 100全自动核酸提取纯化仪；其二是通过设置合理的盘面进行自动化PCR体系构建；例如：Vitae 100全自动PCR体系构建系统，二者的本质都是移液工作站，但功能却不尽相同。

微量液体处理技术、精确温度控制技术、自动化控制技术、防止气溶胶污染技术，都是产品生产设计时需要克服的难题，而其中最为关键的就是精确微量液体处理技术，移液工作站如果没有对移液精度的极致追求就不能称作一个好产品，自动化能代替多少人工，节省多少成本，并非其性能的基本指标。安全、效率、精准，才是其性能的关键指标。

尤其是在液体特异性差异较大，移液量程范围较宽，及交叉污染极易发生的核酸检测实验中，一个微小的误差都可能影响结果的准确性。

应用于自动化核酸检测系统的微量液体处理技术应同时具备准确性和安全性两个特点，同时还应适用于各种样本和试剂的特殊液体特性，这对液体处理设备的研发提出了很大的挑战。掌握微量移液技术是实现核酸处理系统自动化的前提，目前绝大多数的全自动核酸纯化工作站都是以移液平台为基础，通过集成、扩展的方式进行实验功能的拓展，以此应对生化实验或临床检验的各种需求。

生物试剂（各种脂类试剂、酶溶液、缓冲液）和生物样本（血液、尿液、唾液）是分子诊断实验中常见的处理液体，对于具有不同特性的生物试剂或生物样本进行高精度的液体处理（如转移、稀释、混匀等）是分子诊断实验过程中最为基础且最为频繁的实验操作。随着临床检验对样本处理通量及检测结果可靠性要求的不断提高，基于高通量微量液体处理技术的自动化分子诊断设备是临床检验自动化发展的必然趋势。

目前，全自动移液工作站在生物实验室以及临床检验中已经得到了广泛应用。在这些领域中，所需处理的液体特性（密度、粘度、挥发性、腐蚀性等）差别较大，且常常需要进行自动化的微量移液操作，如PCR反应溶液的配制需求1-50µL的移液操作；所需操作的液体体积跨度较大，如一些酶溶液的分配体积在1-10µL，而清洗液的分配体积范围在1-1000µL；所需处理的通量较高，一般要求以96孔板或384孔板作为操作容器。针对以上要求，国内外很多学者以及公司团体不断投入大量的人力和财力开发相应的技术或产品，并已取得显著的研究成果。

由于起步较晚，国内仪器行业不如国外成熟度高，半自动或全自动的移液系统已经基本垄断市场，国内目前与国外的差距不在于很多功能的实现，而是在于对精度的把控。纵然有差距，但国内仍有部分企业家和科研工作者在默默的潜心钻研，盲目相信国外产品也是不可取的，国外产品的仪器成本、耗材成本、维护成本都很高昂，相关合同条款缺乏灵活性，不能完全考虑中国国情，随着国内研发技术水平的提高，已经有越来越多的国产品牌出现在各大实验室，近年来，扶持国产医疗设备政策频出，在“进口替代”的主旋律下，相信国产仪器的春天即将到来。

参考文献：

[1]邬燕琪.微量液体处理技术的研究及其在自动化核酸分析系统中的应用，2016

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

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