微孔深孔板浓缩工作站

2020年注定是不平凡的一年，而在每个平凡工作岗位上的我们，总希望能在这个特殊的时期做点什么，哪怕微小的贡献，汇集在一起，一定会成为改变的推动力。所以，小编梳理了一下在抗病毒药物、疫苗研发生产等相关领域的工作中，我们的微孔板检测及成像设备能够开展的实验和项目，希望能够对在攻坚岗位上奋斗的老师们有所帮助。病毒，可以是恶魔，也可以是工具我们都知道，病毒（virus)由一种核酸分子（dna或rna）与蛋白质（protein）构成或仅由蛋白质构成（如朊病毒）的有机形态，它介于生命与非生命之间，超然在五界之外（传统的五界分类法）。这样一种看起来无比“简单而低级”的东西，却在人类历史上留下持续至今挥之不去的阴影，比如ebola，比如hiv，比如，现在全国上下一心对抗的新冠病毒。但是，拥有高级智慧的人类，怎会轻易被这些简单而低级的玩意儿打败？所以，我们有了疫苗，有了抗病毒药物，聪明的人类还利用病毒感染宿主细胞进行自我复制的机制，把恶魔变成工具，应用到人类的生产生活中，比如通过病毒进行花卉育种，利用病毒作为载体进行生物研究、基因治疗等等。所以今天，我们首先分享一些围绕抗病毒药物研发、疫苗生产等相关领域，微孔板检测和成像设备的应用方向，后续我们会为大家继续分享微孔板相关设备在如何“利用”病毒开展生物研究工作。病毒的数量与感染性测定病毒感染哺乳动物细胞后，除了通过rt-pcr的方法，可以通过细胞病变效应、红细胞吸附和免疫标记检查法等评价病毒在细胞中的增殖情况。细胞病变效应（cytopathic effect, cpe），是指病毒在敏感细胞内增殖引起的光镜下可见的细胞病理改变。大多数动物病毒感染敏感细胞培养都能引起其显微表现改变，例如细胞聚集成团肿大圆缩脱落及细胞融合成为多核细胞，细胞内出现包涵体（inclusion body），乃至细胞裂解等，正是因为cpe的表现，我们可以在体外细胞水平评价病毒感染宿主细胞的情况。病毒毒价测定是病毒学相关研究中最基本的技术手段，无论疫苗研发、抗病毒药物评估或者是病毒重组载体构建，均需要在不同环节评定病毒毒价，而目前主要方法包括蚀斑实验、tcid50测定和免疫染色法等。病毒蚀斑实验病毒蚀斑是一种检查和准确滴定病毒感染性的方法。方法：将稀释的病毒悬液加入单层细胞培养瓶中。病毒吸附后，再覆盖一层融化的半固体营养琼脂，使病毒在单层细胞培养中有限扩散。结果是每一个有感染性的病毒在单层细胞中可产生一个局限性的感染灶。用活性染料 (如中性红) 染色，则活细胞着色，受病毒感染而破坏的细胞不着色，形成肉眼可见的蚀斑(plaque)。每个蚀斑是由一个感染性病毒颗粒形成的，称作蚀斑形成单位 (plaque forming unit,pfu)。通常以每毫升病毒液的空斑形成单位既 pfu/ml表示。上图来自武汉大学基础医学院，病毒感染6孔板细胞后形成空斑病灶，使用中性红染色后，通过cytation的4x物镜明场模式对全孔进行拼接成像，软件分析识别孔中的空斑病灶个数。tcid50法tcid50法是测定病毒能使50%的组织培养细胞发生感染的最小量。方法：一般是将病毒悬液作10倍的系列稀释，分别接种细胞，经一定时间后观察cpe、血细胞吸附等指标，以最高稀释度能感染50%细胞的量为终点。最后用统计方法（reed muench法）计算出50%组织细胞感染量（ 50%tissue culture infectious dose,tcid50)。免疫染色法空斑实验法或常规tcid50测定滴度依赖于病毒在感染细胞中的复制以及感染周边细胞形成局灶型病变；而免疫染色法只需要病毒感染靶细胞并表达病毒所编码的蛋白。因此，免疫染色法（infectious units per ml, or ifu/ml）测定病毒滴度需要的时间比空斑法（pfu/ml）更短。其中，免疫染色法包括hrp组化或免疫荧光染色等。同样类型方法也适用于表达荧光报告基因的重组病毒的毒价测定。例如，以针对杆状病毒囊膜蛋白gp64的单克隆抗体标记被病毒感染的细胞，然后以hrp-标记的二抗与感染细胞进行染色。通过底物显色，在光学显微镜下计数感染斑点的数量，经过稀释倍数的换算，即可得出病毒的滴度（ifu/ml）。输问题：无论是plaque assays还是tcid50，均涉及较多微孔的细胞计数或阴/阳性孔判断，常规的显微镜观测法，操作不便且对研究者伤害较大。因此biotek为大家提供了更加自动化的解决方法：通过cytation/lionheartfx自动化成像设备进行cpe或者plaque的成像及计数。上图：cytation5自动化成像系统支持明场、彩色明场、荧光场等模式自动化成像检测，并且可选择大视野成像模式，4倍镜一个视野可覆盖384孔板整孔，提高全孔、整板成像的检测速度。上图：两种病毒感染细胞后，通过红色/绿色荧光探针标记的抗体进行免疫荧光染色，采用cytation双荧光通道自动成像，并对病毒感染的细胞病灶进行识别成像。抗病毒药物筛选相关应用

阿斯利康中国创新研究中心（ICC）的科学家们开发了一项新技术，利用Tecan 全自动液体处理工作站Freedom EVO® 进行细胞培养微孔板自动化温控制备，进而完成药物候选化合物筛选。该研究团队在BD Matrigel&trade 加样前使用琼脂预涂微孔板，从而顺利地在96孔微孔板上实现3D细胞培养分析。 中国创新研究中心（ICC）是阿斯利康在中国上海张江高科技园区投建的研发基地。该中心于2007年正式投入使用，专注于调查研究影响亚洲人口健康的各类疾病，其中包括：胃癌、肝癌以及肺癌。该中心采用国际一流的先进技术解析这些癌症的遗传机理，并在临床上识别及确证相关的生物标记物和药物靶标。 由Yi Gu博士带领的细胞科学研究部门正在对这些疾病开展一项药物研究项目，希望通过筛选多种化合物来确定候选药物。3D细胞检测分析是该项目组基于采用BD Matrigel (BD Biosciences)作为细胞培养底物进行的二次药筛技术其中的一种。Matrigel是从EHS (Engelbreth-Holm-Swarm)小鼠肉瘤的可溶性基底膜抽提得到的细胞外蛋白凝胶复合物，能够诱导克隆细胞在标准细胞培养基表面通过不同方式生长（图1）。这些非均相构成诱发了克隆体的形成，非常适用于研究肿瘤细胞之间的粘附、生长、迁移及转移。由于克隆细胞很好地模仿了人体组织的生长与成型过程，因此研究人员能够在药筛最初期识别正确的化合物。 手工制板存在着明显的两个缺陷：容易出错且耗费时间，而通过使用全自动液体处理工作站Freedom EVO来提高检测通量并改善结果的一致性，无疑是最好的解决方案。这一自动化平台早已成熟应用于化合物梯度稀释和其他大量细胞检测实验中，可以在保持原有应用的基础上快速且低成本地修改应用程序。 ICC资深自动化科学家William Shi解释说：&ldquo 历来此类3D细胞检测都是在6孔板上进行的，由于样本需求量大且Matrigel底物处理比较复杂，因此手工制板十分困难。并且，这种6孔板型无法与大量试剂需求和大批量化合物筛选工作相匹配，因此我们开始着手不断寻找高性价比的方法。另一点很重要的是，Matrigel的异质组分具有较大表面张力且在微孔内分布不均，其低剂量加样非常困难，因此分析6孔板上的实验结果已经极其困难，更别提在96孔板内检测分析了。为了解决这一问题，我们先在微孔板上预涂一层薄薄的琼脂，然后再进行Matrigel加样。这种方法虽然解决了Matrigel的表面张力问题，却带来了如何平衡在50℃以下琼脂凝固与４℃以上Matrigel过度粘稠这两种物质的复杂加样问题。&rdquo 后来我们选用了全自动化液体处理工作站Freedom EVO，其中选配了多个温控载架，使得盛装琼脂和Matrigel的液槽一直保持适宜的温度，非常便于加样。整个加样过程都是由自动化系统的液体处理机械臂（LiHa）上的单通道完成，通过多次洗液注液循环实现预热或预冷，避免加样针堵塞。加样初期通过机械臂的多次注液将预热琼脂（55℃左右）加入提前预热的96孔板内，这样可以将琼脂冷却的可能性降到最低点，从而减少琼脂的用量，降低实验成本。随后，微孔板在载板架上经室温冷却15-20分钟，使得琼脂在加入Matrigel前得以凝固。 采用这种解决方案后，能在短短90分钟内完成6块微孔板的加样制备，而传统手工处理一天仅能完成3-4块微孔板的加样，两者形成鲜明对比。制备好的微孔板质量在使用自动化加样技术后也有了很大提升，避免了人工制板常出现的批对批、板对板、甚至孔对孔的误差问题。William总结道：&ldquo 这种高度一致性对药物筛选来说至关重要，高质量的实验结果数据有助于我们加快药物研发进程，Freedom EVO自动化平台独具的灵活性使得这一切能够轻松实现！&rdquo 更多关于Tecan　Freedom EVO液体处理工作站的信息请访问以下网站或询问当地Tecan员工／经销商：www.tecan.com/freedomevo 更多关于阿斯利康中国创新研究中心的信息，请访问以下网站：en.astrazeneca.com.cn BD和Matrigel是美国BD公司（Becton, Dickinson and Company）的注册商标。 Corining是美国康宁公司（Corining）的注册商标。 关于帝肯： 瑞士帝肯www.tecan.com是全球领先的生命科学与生物制药、法医和临床诊断领域自动化及解决方案供应商。公司成立于1980年，总部设在瑞士Mä nnedorf，分别在瑞士、北美和奥地利设有自己的研发和生产基地，目前公司主要经营的产品有三大类：全自动化液体处理平台( Liquid Handling&Robotics )、多功能酶标仪（Multimode Reader）和OEM组件；销售服务网络遍布世界52个国家，客户覆盖制药企业、生物技术公司、科研院所、法医、医院、血站系统和疾病控制中心（CDC）等。其液体处理技术已拥有行业经验30年，在全球处于领先地位，备受世界领先生命科学实验室的青睐。 帝肯（上海）贸易有限公司是瑞士帝肯集团公司亚太区总部，2008年4月成立于上海浦东。帝肯（上海）目前拥有一支专业的售前和售后服务团队，在科研、医院、血站和CDC领域构建了良好的经销网络，并以&ldquo 力求比客户期望做得更好&rdquo 的服务理念，给广大终端用户提供专业的服务。 欲知更多详情，请联系帝肯上海 市场部：Libby Zhu Tel: 021 2206 3206 / 010 8511 7823 Fax: 021 2206 5260 / 010 8511 8461 helpdesk-cn@tecan.com www.tecan.com

基于滤光片的灵敏度与基于单色器的灵活性完美结合，从而大大增强 EnVision® 检测仪的性能 马萨诸塞沃尔瑟姆 – 生命科学研究、新药研究和细胞科学领域的全球技术领先者珀金埃尔默生命与分析科学部，今日宣布推出两种用于 EnVision® 多标记微孔板检测仪的新型单色器选件，该检测仪被众多生物技术、制药和学术研究人员用于在新药研究过程中筛选化合物。这项新的 EnVision 技术将于 1 月 27 日至 30 日在加州棕榈泉市召开的 2008 实验室自动化大会的 427 号展台展出。利用这一技术，可制造出将基于滤光片技术的灵敏度与单色器的灵活性融为一体的优化型微孔板检测仪。带有单色器的 EnVision 实现了检测技术与应用之间的轻松转换，所有操作都依靠一个性能优于市面上其它台式检测仪的平台完成。 “整合到 EnVision 系统之中的新型单色器选件带来了前所未有的灵活性和速度，大大提高了先导化合物优化过程中化学靶物与先导化合物的比率。”珀金埃尔默生命与分析科学部生物研发业务总裁 Richard Eglen 博士说道，“这一新技术可根据研究人员的需要不断升级，证实了我们在推动微孔板检测仪市场和巩固公认的 EnVision 品牌方面做出的不懈努力。” EnVision 多标记微孔板检测仪可在每项应用中针对每种标记都表现出卓越性能。新型单色器选件将 EnVision 变为性能极致的双模式仪器，既能检测吸光度也能检测荧光强度。这种单色器选件具备两种使用模式，“吸光度单色器”使用单个单色器测量吸光度，而“荧光强度单色器”用两个双光栅单色器来测量吸光度和荧光强度。 微孔板检测仪的模块化设计针对实验室不断变化的应用需求和不断提高的通量需求提供了可升级的解决方案。可将单色器选件与其它 EnVision 选件结合使用，包括 TRF（时间分辨荧光）LASER，它能发出强烈的短时间激发脉冲，从而实现极佳的信噪比。 EnVision 仪器可方便地集成到全自动系统中（如珀金埃尔默的 JANUS® 自动化工作站），旨在提供最大的配置灵活性，并可以使用 1 到 3456 孔微孔板。与高精度分液器设备和温度控制器配合使用时，EnVision 可以执行快速的动力测量、酶检测和其它多种基于细胞的新药研究检测。经过优化的 EnVision 还体现了珀金埃尔默专有的 AlphaLISA® 技术，利用该技术可以对复杂样品（如血清和血浆）中的大生物分子进行同质测量而无需清洗过程。 有关带有单色器选件的 EnVision 多标记微孔板检测仪的详细信息，请访问 http://www.perkinelmer.com\platereaders