大多數(shù)擁有豐富移液經(jīng)驗(yàn)（尤其是反復(fù)移液經(jīng)驗(yàn)）的科學(xué)家或?qū)嶒?yàn)室人員都?jí)粝胫鴮?shí)現(xiàn)液體處理自動(dòng)化。該技術(shù)可應(yīng)用于廣泛的過程，從系列稀釋和細(xì)胞培養(yǎng)到高通量篩選和聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。最重要的是，一些平臺(tái)使得幾乎所有實(shí)驗(yàn)室都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化液體處理。

不久前，大多數(shù)自動(dòng)化液體處理機(jī)需要大量的實(shí)驗(yàn)室空間、大量資金和機(jī)器人編程專家。這將用戶限制為大型制藥公司和其他財(cái)力雄厚的組織?，F(xiàn)在，只需幾千美元和一點(diǎn)工作臺(tái)空間，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室都可以添加自動(dòng)液體處理。盡管如此，仍然必須解決一些障礙。

克服障礙

當(dāng)被問及自動(dòng)化液體處理中最常見的挑戰(zhàn)時(shí)，Opentrons Labworks 聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席產(chǎn)品官 Will Canine 表示：“我認(rèn)為讓自動(dòng)化協(xié)議正常工作（微調(diào)和故障排除過程）是最困難的部分使用實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人技術(shù)?！彼a(bǔ)充道，“編寫一個(gè)可行的協(xié)議并不難，但從那里你必須進(jìn)行多次試驗(yàn)和錯(cuò)誤，直到得到正確的結(jié)果，這會(huì)占用大量的開發(fā)時(shí)間?！?/p>

其他專家一致認(rèn)為，平臺(tái)應(yīng)考慮可用性。例如，化學(xué)和生物分子工程教授兼范德比爾特骨生物學(xué)中心主任 Scott Guelcher 表示：“自動(dòng)化液體處理系統(tǒng)的兩個(gè)最重要的標(biāo)準(zhǔn)是可用性和可靠性?！?/p>

Guelcher 指出，在高級(jí)商用液體處理機(jī)中，直觀的用戶界面和冗余系統(tǒng)可確保正確的移液。然而，獲得這些好處需要一系列成本，包括購(gòu)買和維護(hù)成本高昂。正如 Guelcher 補(bǔ)充的那樣，此類系統(tǒng)“通常需要專有的塑料制品”。

相反，在系統(tǒng)上投入不足可能會(huì)產(chǎn)生其他問題。正如 Guelcher 指出的那樣，一些廉價(jià)的自動(dòng)移液系統(tǒng)可能需要花費(fèi)大量時(shí)間來設(shè)置，并且仍然會(huì)在工作流程中產(chǎn)生錯(cuò)誤。

因此，像許多其他科學(xué)家一樣，古爾徹想要一種平衡——以足夠低的成本提供各種用途所需的功能。成本確實(shí)很重要。 “重要的是要記住，液體處理機(jī)可以自動(dòng)化大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)可以手動(dòng)執(zhí)行的常見流程，因此，許多研究人員發(fā)現(xiàn)很難證明購(gòu)買這些高價(jià)機(jī)器的合理性，”他說。

一系列進(jìn)步

除了更小、更實(shí)惠的自動(dòng)液體處理選擇之外，使用某些平臺(tái)所需的專業(yè)知識(shí)要少得多。事實(shí)上，易用性是這項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵改進(jìn)。 Canine 說：“我認(rèn)為開發(fā)接口，使這些機(jī)器更容易被非自動(dòng)化專家使用——也就是說，讓它們更適合科學(xué)家——是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域最令人興奮的趨勢(shì)?！贝祟惣夹g(shù)市場(chǎng)上的大多數(shù)科學(xué)家都應(yīng)該期待一個(gè)無(wú)需聘請(qǐng)專家即可使用的平臺(tái)。

其他領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步也可以改善自動(dòng)化液體處理。機(jī)器視覺就是一個(gè)例子。在這里，攝像機(jī)和圖像處理軟件控制移液器。機(jī)器視覺可以執(zhí)行許多任務(wù)，從識(shí)別已安裝的移液器、板的孔是否為空、平臺(tái)上塑料器皿的位置等等。 “這些功能最大限度地減少了人為干預(yù)和設(shè)置時(shí)間，同時(shí)提高了可靠性，因?yàn)闄C(jī)器視覺的唯一硬件要求是相機(jī)，”Guelcher 說。古爾徹表示，雖然添加攝像頭會(huì)增加平臺(tái)的成本，但這樣的系統(tǒng)應(yīng)該更容易設(shè)置，并且不太容易出錯(cuò)。

為了真正讓這項(xiàng)技術(shù)在更多的實(shí)驗(yàn)室和更多的工作流程中可用，平臺(tái)需要價(jià)格實(shí)惠。這是該儀器市場(chǎng)部分領(lǐng)域的持續(xù)改進(jìn)，正在推動(dòng)更廣泛的應(yīng)用，而不僅僅是自動(dòng)化液體處理開始的高通量篩選。

擴(kuò)大用戶群

一些較便宜但有效的平臺(tái)已經(jīng)存在，用于自動(dòng)化液體處理。盡管如此，一些自己動(dòng)手的科學(xué)家仍會(huì)轉(zhuǎn)向其他解決方案。古爾徹就是這些科學(xué)家之一。

例如，Guelcher 和他的同事構(gòu)建了 OTTO，這是一個(gè)開源自動(dòng)化液體處理程序。正如這些科學(xué)家所報(bào)告的那樣，該平臺(tái)“可以使用現(xiàn)成的 3D 打印部件以 1,500 美元的成本制造，作為商業(yè)設(shè)備的替代品?！彼麄冞€表示，這樣的項(xiàng)目不需要花費(fèi)太多時(shí)間，并且生成的平臺(tái)可以用于 qPCR 等常見流程。

對(duì)于一些實(shí)驗(yàn)室來說，DIY 自動(dòng)化液體處理方法并不符合科學(xué)家的理念。有些人只是不像其他人那樣喜歡修補(bǔ)，無(wú)論可以節(jié)省多少錢。當(dāng)預(yù)算不太重要時(shí)，購(gòu)買自動(dòng)液體處理設(shè)備也更容易?？傮w而言，科學(xué)家現(xiàn)在可以從該產(chǎn)品領(lǐng)域的各種制造商中進(jìn)行選擇。此外，商業(yè)系統(tǒng)的價(jià)格從 10,000 美元左右到 100 萬(wàn)美元甚至更多——涵蓋臺(tái)式系統(tǒng)和工業(yè)系統(tǒng)。要嘗試這項(xiàng)技術(shù)，購(gòu)買二手處理器可能是有意義的，有些平臺(tái)的價(jià)格不到 1,000 美元。

因此，顯然有多種方法可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化液體處理。此外，該技術(shù)可以改進(jìn)各種工作流程。實(shí)驗(yàn)室的解決方案取決于許多因素，從應(yīng)用和所需的吞吐量到經(jīng)濟(jì)性和專業(yè)知識(shí)。首先，從小事做起，看看自動(dòng)化在實(shí)驗(yàn)室中是如何運(yùn)作的，這可能是值得的。在沒有正確準(zhǔn)備的情況下投入過多的自動(dòng)化可能會(huì)讓人不知所措，更不用說可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。因此，環(huán)顧四周，詢問周圍，看看什么最適合您的實(shí)驗(yàn)室。