合成生物學(xué)無疑是當(dāng)今生物行業(yè)最熱門的研究方向之一！

生物制造由來已久，微生物作為經(jīng)濟(jì)型制造工廠，已被應(yīng)用于醫(yī)藥、工業(yè)化學(xué)品、食品、農(nóng)業(yè)、生物能源、環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域，擁有相對(duì)成熟的技術(shù)并投入生產(chǎn)，獲得經(jīng)濟(jì)效益。

隨著基因測(cè)序/合成和組裝的成本降低、基因編輯技術(shù)的興起等因素影響，合成生物學(xué)再次走進(jìn)大眾視野，被認(rèn)為具有非常多未知的可能性，這也讓生物制造成為了當(dāng)今全球各國爭(zhēng)相布局的領(lǐng)域。中國的十四五規(guī)劃、美國的國家生物技術(shù)和生物制造計(jì)劃、英國的 2030 年國家生物經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略等，都可以看出各國對(duì)生物制造的關(guān)注和重視。

隨著對(duì)源自重組生物學(xué)合成產(chǎn)品需求的增加，勞動(dòng)密集型、耗時(shí)且容易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤的人工合成生物學(xué)工作流程已經(jīng)不再適用，快速、準(zhǔn)確的高通量微生物菌株工程和分子克隆方法變得更受青睞。

愛丁堡大學(xué) EGF 自動(dòng)化平臺(tái)

英國愛丁堡大學(xué)擁有一個(gè)高度自動(dòng)化的基因組平臺(tái)—— EGF (The Edinburgh Genome Foundry)，可以產(chǎn)生和修飾長(zhǎng)達(dá) 1 兆堿基對(duì)的 DNA 鏈，以使細(xì)胞或整個(gè)生物具有新的或改進(jìn)的功能，例如重編輯干細(xì)胞可用于進(jìn)行個(gè)體化醫(yī)療，生產(chǎn)疾病檢測(cè)細(xì)菌或提高生物燃料作物的產(chǎn)量。

他們的挑戰(zhàn)

為了通過準(zhǔn)確的樣品和數(shù)據(jù)追蹤來實(shí)現(xiàn)更高的樣品通量，EGF 需要一個(gè)自動(dòng)菌落挑選系統(tǒng)，該系統(tǒng)需具備以下兩個(gè)功能，其一是可將多個(gè)樣品加樣至自動(dòng)兼容 SBS 格式的瓊脂板上，并進(jìn)行劃線涂布。其二是該系統(tǒng)還需能夠完全整合至它們現(xiàn)有的自動(dòng)工作流程中，這需要對(duì)硬件和軟件進(jìn)行改進(jìn)，以允許第三方機(jī)械臂進(jìn)行樣品處理，并將其輸送至工作流程中的其它儀器。

我們的解決方案

為了滿足 EGF 的需求，MD 高級(jí)工作流工程解決方案（AWES）團(tuán)隊(duì)改進(jìn)了經(jīng)典的 QPix 420 微生物克隆篩選系統(tǒng)，以提供用于進(jìn)行液體處理的硬件，同時(shí)改進(jìn)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂進(jìn)入和孔板轉(zhuǎn)移。我們將這種定制配置命名為 QPix Select HT 系統(tǒng)。此外，還開發(fā)了一種定制的 QPix 涂布頭，以便將 8 個(gè)樣品涂布到分格的 SBS 尺寸瓊脂板上。還針對(duì)每個(gè)獨(dú)特定制的流程提供開放的 API 和軟件支持。

EGF 將 QPix Select-HT 系統(tǒng)完全集成至其自動(dòng)化平臺(tái)中，該平臺(tái)包括三個(gè)機(jī)械臂、兩個(gè)液體處理站、培養(yǎng)箱、PCR 儀（標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)時(shí)）、聲波分液系統(tǒng)、離心機(jī)、封膜機(jī)和撕膜機(jī)、封蓋系統(tǒng)和去蓋系統(tǒng)。

結(jié)果

由于具備每小時(shí)挑選 3,000 個(gè)菌落克隆的能力，QPix Select-HT 系統(tǒng)可提供及時(shí)將產(chǎn)品交付給客戶所需的必要高通量取樣功能。每個(gè)過程還具備可靠的樣本追蹤和數(shù)據(jù)管理功能，從而讓 EGF 可在整個(gè)自動(dòng)化工作流程中有效管理樣本數(shù)據(jù)。將系統(tǒng)集成到一個(gè)全自動(dòng)工作流程還可以減少運(yùn)行系統(tǒng)所需的員工工作時(shí)間，從而降低每個(gè) EGF 項(xiàng)目的財(cái)務(wù)成本。Molecular Devices AWES 團(tuán)隊(duì)和 Edinburgh Genome Foundry 的密切合作為其特定的工作流程需求提供了有效的解決方案，從而讓 EGF 能夠?qū)崿F(xiàn)通過全自動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行 DNA 組裝的目標(biāo)。

QPix 400 系列微生物克隆篩選系統(tǒng)

QPix 400 系列微生物克隆篩選系統(tǒng)可以識(shí)別克隆并定量熒光信號(hào)強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)挑取前的預(yù)篩選。我們的 QPix 系統(tǒng)全球裝機(jī)量已經(jīng)超過 600 套， 廣泛用于世界各地的研究機(jī)構(gòu)、測(cè)序服務(wù)單位、生物科技和制藥公司。在人類基因組項(xiàng)目中，QPix 系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性獲得了測(cè)序中心的贊譽(yù)。

QPix 系統(tǒng)不僅僅是克隆挑取儀， 它們使科學(xué)家能夠：

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自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)從加樣、涂布到挑取的工作流程

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通過成像、軟件識(shí)別、參數(shù)設(shè)置以及高精度位移，每次選擇正確的克隆

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有效管理大型、多樣化的文庫：合成生物學(xué)的底盤細(xì)胞和元件篩選，酶進(jìn)化，噬菌體展示，蛋白表達(dá)，生物燃料研究，工業(yè)微生物改造， DNA 測(cè)序，基因合成，文庫制備和管理等

轉(zhuǎn)載自：美谷分子儀器