利用自动化液体处理方案优化全基因组衰老研究

探究衰老的分子机制

衰老通常伴随着分子过程的变化，进而引发细胞功能的改变，但该现象背后的机制尚不明确。Andreas正在将自身擅长的维持线粒体蛋白质量的机制研究，与助理教授Verena Kohler实验室在探究细胞水平蛋白质稳态与蛋白质量控制方面的专业能力相结合，开展衰老的分子生理学研究。他们共同的焦点是这些系统如何随时间而变化，为此，研究人员开发了FAST平台——一种对衰老过程进行全基因组筛选的通用方法。

线粒体生物学对衰老研究尤为重要，关于线粒体蛋白质量控制的诸多疑问，正是探究阿尔茨海默病和帕金森病等年龄相关疾病的基础。Andreas解释说：“我们不清楚线粒体内产生的蛋白质在开始组装之前是如何维持并进行质量检查的，它们中的一些甚至是构成呼吸链的一部分。这着实令人称奇，对于地球上所有有氧生命的核心机制，我们竟仍知之甚少。”

破解高通量孔板制备瓶颈

FAST平台是围绕一套机器人系统构建的，该系统能够自动培养和扩增细胞，并评估它们在固体培养基上的生长情况，使该团队得以分析成千上万种不同的细胞系。然而，如此大规模的操作却在培养板准备环节产生了明显的瓶颈。单个全基因组文库可能包含约6,500个细胞株，需要用培养基填充数千块培养板，如果仅靠手动操作，往往意味着数小时枯燥、重复的工作。

Andreas解释说：“INTEGRA的WELLJET试剂分液器是我们实现全自动化孔板填充的理想解决方案。这款设备堪称利器，因为它的程序编制非常简单、快捷，我们的整套方法都因它而大为简化，彻底解决了瓶颈问题。”

WELLJET格外吸引该团队的功能之一是其集成的叠板机——无需借助额外的机器人装置，即可批量处理大量孔板。“就其他系统而言，我们可能需要外接机器人，或者设法进行适配。而WELLJET则非常小巧，且无需与自动化系统中的其他部分连接。这些突出的优势使它能够无缝融入我们的工作流程。此外，WELLJET还能灵活兼容各种实验室器具，我们原有的孔板均可直接使用，无需任何改动。”

让高通量研究更具可持续性

提高通量并非该团队唯一的重点。研究人员还致力于最大限度地减少大规模筛选对环境的影响，因为处理数以千计的样品会产生大量的一次性塑料废物。在扩增细胞时，其核心的机器人平台摒弃了常用的一次性塑料移液吸头，改用可重复使用的金属接种针，并在每次使用后进行灭菌。

注重减少废弃物，也是INTEGRA产品深受Andreas和其他团队成员青睐的原因之一。“我们竭尽所能地避免塑料废弃物。WELLJET采用了可重复使用且可灭菌的分液盒，因此无需像其他机器人系统那样消耗大量吸头。而且分液盒非常耐用，无需频繁更换，可以节省资源。”

利用自动化移液优化重排布

该团队面临的另一大瓶颈是孔板的重排布：细胞须在96孔板中培养，以满足生长所需的通气条件，随后再转移至384孔板中进行高通量分析。借助于两台INTEGRA MINI 96便携式电动移液器，这一瓶颈也得以解决。

Andreas解释说：“过去，所有转移操作都是依靠多通道移液器手动完成的，处理一块孔板最快也要10到15分钟。而使用MINI 96后，只需几秒钟。我们会用到125 µl和300 µl的移液器。如今，在两种规格的孔板之间转移样品，以及完成流式细胞术的染色步骤，都变得轻而易举。”实现这些重复性任务的自动化，使研究人员得以将更多时间和精力投入研究本身，同时也有助于减少大规模筛选实验中的错误。“这套工作流程曾经着实令人头疼，因为重排布操作高度重复、极其枯燥，但你必须全神贯注才能避免出错。MINI 96让这一切变得非常轻松，更重要的是，它消除了人为错误的一大来源。”

专业支持助力无缝集成

INTEGRA为该团队提供的有力支持令Andreas印象深刻，尤其是出现兼容性问题的那一次：“我们遇到了一个无法立即解决的难题，好在INTEGRA经过研究，成功帮助我们将其解决。”长期以来，INTEGRA以其专业知识持续助力该团队，例如为工作流程中的储液槽和其他器具的选择提供建议。现在，WELLJET和MINI 96突破了FAST平台的两大液体处理瓶颈，研究人员得以专注于更为重要的高通量筛选工作，深入探究衰老与线粒体功能的分子过程。

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