利用安捷倫BioTek自動(dòng)化細(xì)胞活力/毒性檢測(cè)方案告別手動(dòng)局限

 
細(xì)胞活力與細(xì)胞毒性檢測(cè)是藥物篩選、毒理學(xué)研究以及細(xì)胞生物學(xué)研究中的核心實(shí)驗(yàn)之一。相比于常規(guī)手動(dòng)操作，自動(dòng)化設(shè)備的引入不僅能簡(jiǎn)化流程、減少人為誤差，在數(shù)據(jù)質(zhì)量和成本控制方面也具有顯著優(yōu)勢(shì)。
 
在現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室，自動(dòng)化已經(jīng)不再等同于奢侈品，只需要配置一些小型液體處理設(shè)備，即可構(gòu)建靈活的自動(dòng)化體系。
 
 
實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
我們選擇了大家熟知的 CellTiter-Glo^® 發(fā)光法來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化流程設(shè)計(jì)，其原理是通過(guò)檢測(cè)活細(xì)胞代謝產(chǎn)生的 ATP  含量來(lái)量化細(xì)胞活性，靈敏度高，適合用于高通量篩選和 3D 細(xì)胞培養(yǎng)模型的細(xì)胞活力評(píng)估。

自動(dòng)化體系將通過(guò)以下關(guān)鍵步驟實(shí)現(xiàn)對(duì)手動(dòng)實(shí)驗(yàn)的升級(jí)：
1. 培養(yǎng)基更換與試劑添加

• 挑戰(zhàn)：使用移液器手動(dòng)對(duì) 96 孔板進(jìn)行培養(yǎng)基更換并添加試劑，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且槍頭容易破壞單層細(xì)胞
• 自動(dòng)化解決方案：使用安捷倫 BioTek 406 FX 洗板分液系統(tǒng)，在每孔 200µL 培養(yǎng)基中精準(zhǔn)吸棄 150µL ，保留 50µL 培養(yǎng)基，再以 1:1 比例精準(zhǔn)加入等體積檢測(cè)試劑，并使用軌道振蕩 2 分鐘混勻     
• 優(yōu)勢(shì)：1）此操作確保每個(gè)孔內(nèi)的試劑分裝和混合始終保持一致，從而提高數(shù)據(jù)精確度和準(zhǔn)確性；2）96 孔板操作僅需 30秒，顯著提升效率；3）所需試劑體積更小，實(shí)現(xiàn)了“在提高數(shù)據(jù)質(zhì)量的同時(shí)，降低實(shí)驗(yàn)成本并減少浪費(fèi)”

2. 孔板轉(zhuǎn)移
通過(guò) BenchCel 微孔板處理器將孔板從 406 FX 的載板臺(tái)轉(zhuǎn)移到安捷倫 BioTek Synergy Neo2 多功能微孔板檢測(cè)儀進(jìn)行發(fā)光信號(hào)采集。

在自動(dòng)化體系中，有少量孔板需要檢測(cè)時(shí)，研究者可以選擇手動(dòng)轉(zhuǎn)移；當(dāng)有批量樣本需要處理，則可以啟動(dòng) BenchCel 實(shí)現(xiàn)多塊微孔板在“分液—振蕩—檢測(cè)”之間自動(dòng)傳送，減少人工操作時(shí)間，使研究人員能夠?qū)Ｗ⒂跀?shù)據(jù)分析和解讀。
 
3. 信號(hào)穩(wěn)定捕獲
使用 BioTek Synergy Neo2 多功能微孔板檢測(cè)儀在增益 135，1 秒積分時(shí)間條件下完成 96 孔板發(fā)光信號(hào)讀取，Neo 2 的高靈敏度發(fā)光檢測(cè)可以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與一致性。

4. 數(shù)據(jù)分析
使用 Gen 5 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)所獲得的發(fā)光值來(lái)確定細(xì)胞活力，發(fā)光值與活細(xì)胞數(shù)量呈正相關(guān)。研究人員可以利用這些數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估處理效果、篩選化合物或者評(píng)估細(xì)胞毒性。
 
    

• 多規(guī)格洗板：支持 96 、384 和 1536 孔微孔板，滿足不同實(shí)驗(yàn)規(guī)模需求；除了標(biāo)準(zhǔn)洗板程序外，還具備細(xì)胞清洗功能，支持 4 種洗液自動(dòng)切換
• 精準(zhǔn)分液：支持 1-6 種試劑分裝，執(zhí)行 1-3000µl 精準(zhǔn)分液，減少試劑浪費(fèi)
• 自主維護(hù)：內(nèi)置超聲波清洗器實(shí)現(xiàn)加樣管路的自動(dòng)清洗維護(hù)
• 自動(dòng)化拓展：支持與各種自動(dòng)化設(shè)備對(duì)接，實(shí)現(xiàn)“去殘留-加試劑-混勻”一體化作業(yè)

    
 
安捷倫 BioTek Synergy Neo2 多功能微孔板檢測(cè)儀——高靈敏度超快速檢測(cè)

• 多種光路獨(dú)立設(shè)計(jì)：采用安捷倫 BioTek 獨(dú)有的 Hybrid 技術(shù)，配備多光路系統(tǒng)與多個(gè) PMT 檢測(cè)器，確保所有檢測(cè)模式下均能實(shí)現(xiàn)卓越性能
• 高級(jí)環(huán)境控制：支持溫度及 CO₂/O₂ 濃度控制與調(diào)節(jié)，滿足長(zhǎng)時(shí)間活細(xì)胞檢測(cè)需求，為未來(lái)實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展留足空間
• 智能數(shù)據(jù)分析：集成 Gen5 數(shù)據(jù)分析軟件提供完整的儀器控制、數(shù)據(jù)分析以及 LIMS 集成功能

   
  緊湊型機(jī)械臂設(shè)計(jì)，支持與多種設(shè)備集成，實(shí)現(xiàn)批量微孔板自動(dòng)存儲(chǔ)與傳輸，真正達(dá)成“walk-away”自動(dòng)化。
   
 
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：重復(fù)性、通量與靈敏度的全面提升

本實(shí)驗(yàn)使用 A549、HT-1080 和 MCF7 三種細(xì)胞系，對(duì) 4 種細(xì)胞毒性化合物進(jìn)行了 11 個(gè)濃度梯度測(cè)試，并計(jì)算 EC₅₀ 值。

自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)：

1.高重復(fù)性與寬廣的動(dòng)態(tài)范圍
不同化合物 EC₅₀ 跨越三個(gè)數(shù)量級(jí)（0.03µM -50.9µM）,系統(tǒng)在各濃度下均表現(xiàn)出良好的信號(hào)一致性。 表 1.EC₅₀ 值。通過(guò)測(cè)定 EC₅₀ 值檢測(cè)各種化合物對(duì)細(xì)胞活力的影響。注意：Oridonin（冬凌草甲素）對(duì) A549 細(xì)胞的 EC₅₀ 值無(wú)法計(jì)算，因?yàn)樵跐舛雀哌_(dá) 50 µM 時(shí)其未見明顯毒性。
  
2.有效揭示化合物特異性效應(yīng)
A549 細(xì)胞對(duì)喜樹堿敏感，但是在冬凌草甲素高達(dá) 50µM 時(shí)仍未見明顯毒性，而 MCF7 和 HT-1080 在冬凌草甲素處理下測(cè)得 EC₅₀ 分別是 19.5µM 和 50.9µM，表現(xiàn)出明顯毒性。自動(dòng)化流程排除了操作誤差，確保結(jié)果可信。
  圖 4.不同細(xì)胞系的劑量反應(yīng)曲線。將各細(xì)胞系在指定化合物 11 點(diǎn)濃度梯度處理下的細(xì)胞存活率與未處理對(duì)照組相比所繪制的劑量反應(yīng)曲線：（A）A549 細(xì)胞，（B）HT-1080 細(xì)胞，（C）MCF7 細(xì)胞。
 
 
四：總結(jié)與討論

• 數(shù)據(jù)質(zhì)量與重復(fù)性提升：系統(tǒng)化操作消除人為誤差，保證數(shù)據(jù)可靠
• 通量提升：整合微孔板處理器可實(shí)現(xiàn)批量無(wú)人操作，適合大規(guī)模篩選
• 成本優(yōu)化：精準(zhǔn)分液與體積控制，顯著降低試劑耗材使用
• 流程靈活可擴(kuò)展：系統(tǒng)支持 96/384/1536 孔板，可擴(kuò)展其他勻相檢測(cè)，如細(xì)胞凋亡、ROS 等。即便不是勻相檢測(cè)，只需在 406 FX 程序設(shè)定中增加洗板步驟，同樣可以完成自動(dòng)化操作，將自動(dòng)化技術(shù)真正融入到各種實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用中。

 
安捷倫提供的細(xì)胞活力與毒性檢測(cè)的自動(dòng)化并非簡(jiǎn)單的替代人工，而是通過(guò)實(shí)驗(yàn)流程標(biāo)準(zhǔn)化、檢測(cè)精確化與通量自動(dòng)化，全面提升實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)質(zhì)量與科研/生產(chǎn)效率，對(duì)于致力于在細(xì)胞分析領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)升級(jí)的研究者而言，該方案提供了可靠的技術(shù)路徑與可負(fù)擔(dān)的儀器支持。


如果您希望進(jìn)一步了解該技術(shù)方案，歡迎掃描二維碼下載應(yīng)用指南并與我們?nèi)〉寐?lián)系。  
 
關(guān)于安捷倫細(xì)胞與基因組學(xué)

秉持專業(yè)賦能理念，聚焦基礎(chǔ)研究、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)、生物制藥、農(nóng)業(yè)、微生物、應(yīng)用檢測(cè)等核心客戶，整合微孔板成像、細(xì)胞能量代謝、流式細(xì)胞術(shù)、二代測(cè)序、核酸蛋白分析等領(lǐng)域的前沿技術(shù)資訊、行業(yè)動(dòng)態(tài)、應(yīng)用案例及市場(chǎng)活動(dòng)信息，為客戶提供全方位、高質(zhì)量的信息支持。同時(shí)構(gòu)建高效信息通路，成為客戶獲取安捷倫細(xì)胞與基因組學(xué)相關(guān)服務(wù)及資源的重要平臺(tái)。