ワークフローの自動化は、高スループットと再現性のある結果が短い時間枠で必要とされる状況では、手動操作に比べて大きな利点を提供することが証明されています¹。自動化は、高い生産性が最優先される製品開発および臨床分野の研究所でより一般的になっていますが、アカデミックな研究所でも自動化を採用することにより、研究から商業化への橋渡しが容易になり、再現性を高めて研究者の効率を向上させる可能性があります。

骨の折れる仕事

重要な細胞培養作業を手動で実行すると、何時間もの反復的で骨の折れる作業が必要になる可能性があり、研究者は疲労感や反復運動過多損傷のリスクにさらされやすくなります。さらに、生きた細胞には細胞培養ワークフローのすべての段階（細胞の成長、収穫、播種、分析）を通じて維持されなければならない特定の環境パラメーターが必要であるため、実験室の担当者は最高の精度で作業する必要があります。処理過程で発生したミスが結果の信頼性を損なう可能性があり、細胞治療やバイオ医薬品の製造で発生した場合は、患者に危険を及ぼす可能性があります。自動化されたワークフローに切り替えることで、サンプルハイスループットの環境条件を慎重に制御して維持できるため、細胞培養の厳格な標準化要件を満たすことが可能となります。

意見のバランス

完全に自動化されたセットアップに投資する必要性は、再現性とスループットにおいて明らかな利点があるにもかかわらず、しばしば議論の的となっています。完全自動化のためには、システム全体のコストが100万ドルを超えるとの報告があり、アカデミックの研究者や小規模の研究開発チームは、コストやワークスペースへの懸念から、自動化機器への投資に消極的であることがよくあります²。完全な自動化に伴う標準化された手順は、新しい研究結果やプロトコルの出現が重要になることが多いプロセスの柔軟性も低下させます。したがって、自動ワークフローと手動ワークフローの完璧なバランスは、スループット、柔軟性、投資、再現性を考慮した個々の研究室の要件によって決まります。

アップスケーリングの課題

自動化によってサンプルのスループットを向上させることは、実験室の生産性だけでなく、臨床用または商業用アプリケーションのセルベースのワークフローを高めるためにも非常に有益です。手動ワークフローから自動ワークフローへの切り替え移行期は、ラボのメンバーが新しい機器や備品に慣れるまで追加のトレーニングを必要とする学習曲線になる可能性があります。分注培地やバッファーなど、細胞サンプルに直接影響を与えないプロセスを自動化することは比較的簡単です。しかし、サンプルを取り扱う場合は、各手順の精度を検証して、生きた細胞にストレスを与えていなかを確認する必要があります。また、分注速度やピペットチップの変動が細胞の生存率や結果の再現性に影響を与えないように、手順を標準化することも重要です。自動ワークフローが完全に確立されると、スループットが向上し、実験室の効率と生産性が高まります。

段階的な解決策

自動化されたシステムは、増殖培養、培地のプレーティング、希釈、その他の細胞処理タスクなど、細胞培養プロセスのすべての重要な部分に大きな利点をもたらし、実験室の技術者は他の作業に時間を割くことができます。完全な自動化は日常的なワークフローには理想的ですが、分注システムを使用した段階的な自動化のほうがより高いスループットを確立する上ではるかにアクセスしやすいルートです。これは、電動マルチチャネルピペットへの切り替えから自動シャーレ充填装置への投資まで、どこからでも始められます。

マルチチャンネルピペットは、4～384チャンネルに対応しているため、ユーザーは行・列全体、あるいはマイクロプレート全体を同時に分注できます。電動ピペットには、予め設定されたモードがさまざまあり、さらにはカスタマイズ可能なモードがあるため、さまざまなワークフローの段階で繰り返し使用できます。例えば、等量分注モードでは、大量の液体を吸引し、少量を数回に分けて分注します。これにより、分注元と分注先プレートとの間を行き来する必要が少なくなります。カスタムプログラムでは、ユーザーが自分の要件に合った操作を設定できます。このシンプルでありながら効果的なマルチチャネル電動ピペットを標準で装着して自動化を維持することで、プロトコルにある程度の柔軟性がもたらされ、ワークフローのさまざまな段階でピペットを使用できるようになります。

チップ間隔を自動変更できる電動ピペットは、さらに高度な自動化を実現し、移動エラーの少ない分注ワークフローをさらに高速化して、液体をさまざまなタイプのラボ容器に移します。さらに、ASSIST PLUS分注自動化ロボットをいろいろな電動ピペットと組み合わせて使用しすることにより、ハンドヘルドピペットの柔軟性と自動化のスループットを組み合わせることができます。理想的には、これらのロボットツールは、小さな設置面積で持ち運び可能であり、どのような実験室にもシームレスに組み込むことができ、クリーンベンチでの無菌操作のオプションを提供しなければなりません。

自動分注機は、正確で再現性があり費用対効果が高く、ハイスループットなセルベース製品開発の業界標準になる可能性が高いということが現在では広く認められています³。そして、電動ピペットと分注自動化ロボットを活用することで、実験室での早期導入が可能になります。