隨著研究人員尋求更具有時效性、成本效益和倫理性的動物試驗替代品，基于細(xì)胞的模型越來越普及。而且，制藥公司之間尋找強有力的治療候選藥物的激烈競爭需要適合大量分子評估的方法。

在基于細(xì)胞的高通量篩選（HTS）試驗中，在培養(yǎng)細(xì)胞中同時評估成百上千種化合物/條件。這些試驗的效率和標(biāo)準(zhǔn)化是通過自動化實現(xiàn)的，特別是通過使用多通道移液頭（MPH）、384/1536孔板和快速分析系統(tǒng)。

基于細(xì)胞的HTS工作流程的主要步驟可分為：（1）細(xì)胞維持培養(yǎng)和擴增，（2）細(xì)胞分化/3D形成，（3）化合物處理，（4）樣品制備/活細(xì)胞成像和（5）分析。細(xì)胞的維持培養(yǎng)通常需要每24-72小時干預(yù)一次，以進行培養(yǎng)基更換和傳代。必須定期評估細(xì)胞活力和濃度/融合度，以確保培養(yǎng)物的健康，并滿足在不同規(guī)格的培養(yǎng)板中以適當(dāng)濃度接種細(xì)胞的要求。細(xì)胞分化和3D結(jié)構(gòu)的形成需要精確及時地添加專門的試劑和使用專門的實驗室器皿?；衔锾幚硗ǔＴ趯嶒炇移髅笾幸詷?biāo)準(zhǔn)SBS格式進行，通常為6-1536孔板。為此，向細(xì)胞中加入不同濃度的生物活性化合物（通常使用納升范圍內(nèi)的體積），孵育，然后進行qPCR蛋白質(zhì)分析或成像。

盡管基于細(xì)胞的HTS有好處，但維護和處理細(xì)胞培養(yǎng)物需要專業(yè)知識和時間。多種參數(shù)可以影響細(xì)胞濃度、附著和存活率。此外，基于細(xì)胞的試驗通常涉及重復(fù)性操作，且孵育/等待時間較長，因此容易出錯。自動化液體處理設(shè)備在處理細(xì)胞培養(yǎng)物方面具有顯著優(yōu)勢，這得益于工作站中的先進技術(shù)和專用軟件。這些自動化系統(tǒng)可以確保精確溫和的吸液和分液、受控的溫度和振蕩，無菌性，以及與第三方設(shè)備整合進行自動化分析。

吸液和放液

液體處理需要兩個步驟：吸液和放液?？刂坪眠@兩個步驟可以降低細(xì)胞上的剪切壓力和應(yīng)力。自動化系統(tǒng)可以控制各種移液參數(shù)，包括：（1）吸液和放液的速度（流速），（2）吸液開始或結(jié)束時吸入的空氣量（吹出量和空氣輸送量），（3）吸液后移液頭在液體中停留的時間（沉降時間），（4）吸液和放液后移液頭移出液體的速度（交換速度），以及（5）吸頭相當(dāng)于孔的位置等。

細(xì)胞培養(yǎng)過程中的一些常見挑戰(zhàn)是對細(xì)胞的干擾（包括在培養(yǎng)基更換過程中的吸液）、接種不均勻和涂層不均勻。吸液和放液可產(chǎn)生應(yīng)激誘導(dǎo)的自發(fā)分化和細(xì)胞死亡。通過調(diào)整移液參數(shù)，如流速和吸頭定位，可以顯著降低培養(yǎng)基更換期間發(fā)生這些事件或吸入細(xì)胞的可能性。貼壁細(xì)胞的培養(yǎng)基更換需要以避免吸頭與細(xì)胞接觸的方式進行。此外，通常手動傾斜培養(yǎng)板以防止在培養(yǎng)基吸入過程中干擾細(xì)胞。在自動化系統(tǒng)中，專門的傾斜模塊可確保傾斜角度一致，從而提高整個過程中的總體精度。

細(xì)胞的接種不均勻通常是由培養(yǎng)基中產(chǎn)生的泡沫引起的，這是由于加入的血清蛋白含量較高。事實上，在細(xì)胞接種過程中，氣泡可以阻礙細(xì)胞附著，導(dǎo)致細(xì)胞計數(shù)的孔間差異-特別是當(dāng)考慮96孔和384孔板上每孔生長表面減少時。此外，在培養(yǎng)基分配過程中產(chǎn)生的氣泡會破裂、破壞并可能殺死細(xì)胞，可通過調(diào)整流速、吹出量和空氣輸送量（放液額外吹出空氣量和吸液后額外空氣吸入量）等參數(shù)、使用表面分液和大口徑吸頭以及避免過度移液來避免氣泡形成。

圖層不均勻是粘性液體的常見問題，例如用于涂敷3D細(xì)胞培養(yǎng)用凝膠的平板的基質(zhì)。同樣，調(diào)整流速、吹出體積和沉降時間等參數(shù)可以避免此類問題，并確?；|(zhì)均勻分布，從而確保細(xì)胞均勻生長。

無菌性

長期細(xì)胞培養(yǎng)最關(guān)鍵的調(diào)整之一是保持無菌性。諸如細(xì)菌和真菌等傳染源對真核細(xì)胞有害，并最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。此外，即使少量污染也可能導(dǎo)致異常結(jié)果和不正確的科學(xué)結(jié)論。在整個過程中保持無菌可以減少污染的頻率和數(shù)量，減少細(xì)胞、資源和時間的損失。無菌條件可以通過防止病原體通過受污染的設(shè)備、培養(yǎng)基、試劑、培養(yǎng)箱、工作臺以及有缺陷或未密封的細(xì)胞培養(yǎng)容器進入細(xì)胞培養(yǎng)物來實現(xiàn)。高效微粒空氣（HEPA）過濾器和紫外燈現(xiàn)在包括在自動化系統(tǒng)中，用于維持無菌條件以及對平臺和實驗室器具進行滅菌。自動化工作流程的手動處理減少也最大限度地減少了污染物的進入。

活細(xì)胞成像的整合

當(dāng)貼壁細(xì)胞在培養(yǎng)瓶中的匯合度達到80%時，細(xì)胞必須消化解離并轉(zhuǎn)移到其他容器中繼續(xù)生長。這被稱為傳代。此外，必須定期監(jiān)測細(xì)胞活力，以確保沒有表型變化。自動化液體處理設(shè)備可以與第三方設(shè)備集成，對細(xì)胞培養(yǎng)物進行活細(xì)胞成像。自動成像可以確保細(xì)胞在評估過程中只從最佳培養(yǎng)條件中被篩選。