從毫升到微升：BRAND數(shù)字瓶口分液器在高通量篩選中的精度革命

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本文重點(diǎn)介紹了數(shù)字瓶口分液器（Digital Dispensette®）如何革新高通量篩選（HTS）和 assay 開發(fā)中的液體處理流程。文章深入分析了其步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、數(shù)字體積設(shè)定與反饋系統(tǒng)的工作原理，并對(duì)比了其與傳統(tǒng)移液器、手動(dòng)分液器在效率、精度和人體工學(xué)上的巨大優(yōu)勢(shì)。通過具體應(yīng)用案例，如96/384孔板的大規(guī)模試劑分配、系列稀釋、細(xì)胞接種等，闡述了該設(shè)備如何提升數(shù)據(jù)質(zhì)量、減少重復(fù)勞動(dòng)，并滿足FDA 21 CFR Part 11等電子記錄合規(guī)性要求。

關(guān)鍵詞： 數(shù)字分液器、高通量篩選(HTS)、步進(jìn)電機(jī)、體積校準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)自動(dòng)化

正文：

隨著藥物發(fā)現(xiàn)、基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展，高通量篩選（High-Throughput Screening, HTS）已成為從海量候選分子中快速發(fā)現(xiàn)苗頭化合物的核心平臺(tái)。HTS的核心是在微孔板（如96、384、1536孔）中并行完成成千上萬(wàn)次微型化生化或細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，而這其中，如何快速、準(zhǔn)確、可重復(fù)地向孔內(nèi)分配試劑，是決定篩選質(zhì)量、效率和成本的關(guān)鍵瓶頸。傳統(tǒng)的手動(dòng)多通道移液器雖能部分提升效率，但操作者疲勞帶來的誤差、批次間的差異以及繁重的重復(fù)性勞動(dòng)，依然是難以逾越的障礙。BRAND的數(shù)字瓶口分液器（Digital Dispensette®）將精密流體處理技術(shù)與數(shù)字化控制相結(jié)合，為HTS的液體處理流程帶來了一場(chǎng)深刻的精度與效率革命。

數(shù)字瓶口分液器與傳統(tǒng)機(jī)械式分液器的根本區(qū)別在于其驅(qū)動(dòng)和控制方式。它摒棄了傳統(tǒng)的機(jī)械旋鈕和擋塊，采用高精度的步進(jìn)電機(jī)（Stepper Motor）作為驅(qū)動(dòng)核心。用戶通過直觀的數(shù)字界面設(shè)定分液體積和分液次數(shù)，微處理器控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)精確的角度，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)活塞完成設(shè)定的行程。這種電子控制方式帶來了多重優(yōu)勢(shì)：其一，體積設(shè)定實(shí)現(xiàn)了絕對(duì)的數(shù)字化和可視化，消除了機(jī)械式分液器因刻度誤讀帶來的設(shè)定錯(cuò)誤。其二，步進(jìn)電機(jī)具備位移精度和重復(fù)性，其分液精度（CV值）遠(yuǎn)優(yōu)于手動(dòng)操作，尤其在處理微升級(jí)（μL）體積時(shí)優(yōu)勢(shì)更為明顯，保障了孔板內(nèi)和孔板間數(shù)據(jù)的均一性。其三，設(shè)備通常具備程序記憶功能，可存儲(chǔ)多個(gè)常用分液程序（如“分配50μL x 10次"），一鍵調(diào)用，極大簡(jiǎn)化了操作并避免了重復(fù)設(shè)定錯(cuò)誤。

在HTS的具體應(yīng)用場(chǎng)景中，數(shù)字瓶口分液器的價(jià)值得到發(fā)揮。例如，在向整塊96孔板分配 assay 緩沖液或底物時(shí)，操作者只需將分液器安裝于試劑瓶上，設(shè)定單次分液體積（如50μL）和分液次數(shù)（96次），即可通過手動(dòng)移動(dòng)孔板位置，快速、連續(xù)地完成全部孔的分液，其速度遠(yuǎn)超手動(dòng)移液，且每個(gè)孔的體積高度一致。在進(jìn)行化合物系列稀釋時(shí)，其高精度和可編程性確保了稀釋梯度的準(zhǔn)確性，為后續(xù)的IC50/EC50計(jì)算提供了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，它可用于快速、溫和地分配細(xì)胞懸液，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞接種的標(biāo)準(zhǔn)化。

數(shù)字化帶來的另一項(xiàng)巨大優(yōu)勢(shì)是合規(guī)性（Regulatory Compliance）。對(duì)于需要遵循GMP/GLP規(guī)范乃至FDA 21 CFR Part 11（電子記錄電子簽名）的實(shí)驗(yàn)室，數(shù)字瓶口分液器可以通過USB或藍(lán)牙接口連接電腦，運(yùn)行專用軟件，記錄每一次分液操作的詳細(xì)日志（包括操作者、時(shí)間、體積、次數(shù)等），實(shí)現(xiàn)完整的操作追溯（Audit Trail），這是手動(dòng)操作或機(jī)械設(shè)備根本無法實(shí)現(xiàn)的。

確保這類精密電子設(shè)備的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，需要專業(yè)的技術(shù)支持和耗材保障。在科研單位領(lǐng)域，上海易匯生物提供試劑的現(xiàn)貨供應(yīng)與定制化期貨服務(wù)，解決了科研單位 “緊急實(shí)驗(yàn)缺耗材、長(zhǎng)期需求難規(guī)劃" 的痛點(diǎn)。易匯生物的產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)表示，其現(xiàn)貨試劑可實(shí)現(xiàn)當(dāng)日下單、次日送達(dá)，期貨定制服務(wù)則能根據(jù)科研周期提前 30-60 天鎖定產(chǎn)能，保障實(shí)驗(yàn)進(jìn)度穩(wěn)定推進(jìn)。 這意味著，無論是分液器的校準(zhǔn)服務(wù)、易損件更換，還是專用的無菌試劑瓶，都能得到及時(shí)響應(yīng)，保障高通量篩選平臺(tái)7x24小時(shí)不間斷運(yùn)行。

綜上所述，BRAND數(shù)字瓶口分液器通過將機(jī)電一體化技術(shù)與流體處理技術(shù)深度融合，成功地將瓶口分液的概念從“大概準(zhǔn)確"提升到了“數(shù)字精準(zhǔn)"的全新高度。它不僅是一款提升效率的工具，更是保障HTS數(shù)據(jù)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)操作標(biāo)準(zhǔn)化與合規(guī)化的關(guān)鍵設(shè)備，有力地推動(dòng)了藥物發(fā)現(xiàn)等前沿領(lǐng)域的自動(dòng)化與智能化進(jìn)程。