Hamilton自動化解決方案在合成生物學中的應用

   合成生物學是以工程學思想為指導，對目標生物產品進行的生物工業化生產。該過程涉及多種學科的交叉。合成生物學包含復雜、高通量的篩選測試工作，所以對經濟時間效率非常看重。舉例來說，菌株表達效率上10%的差距可能就是商業上成敗與否的關鍵。

   合成生物學的全流程通常包括前期的基因設計與合成，表達載體的克隆，表達菌株或細胞的篩選，表達產物的鑒定，表達條件的篩選，以及后續為大規模生產所進行的逐級測試過程。這其中的每個環節都有專門的測試和分析步驟。工業或科研單位往往會選擇其中的一步或幾步進行研究和測試，以最終實現高效率的工業化生產。因此，合成生物學面臨了通量高、流程復雜、操作要求高（平行性）和數據處理量大等難點。那么，包括自動化移液工作站和整合的多種設備在其中的功能島的使用就尤其重要了。

    在基因合成實驗中，往往需要通過大量的微量移液將多條引物混合并配置反應體系，隨后使用PCR儀進行片段合成。其產物可以經過純化，之后進一步組裝成更長的基因片段。

    Hamilton移液工作站的移液性能，以及Hamilton軟件對輸入數據讀取和分析的強大功能，可幫助使用者自動完成引物混合、PCR體系構建、產物純化等步驟。目前，大量的國內外用戶正在使用Hamilton自動化設備來完成這些步驟。在實驗中可選用層疊式吸頭，大大提高臺面內的吸頭容量。此外，可選配多種溫控模塊和載架以滿足不同類型的冷藏和容器的要求。更妙的是，用戶也可以以工作站為中心整合多種第三方設備或功能模塊來實現全流程的自動化和長時間的無人值守。由此，可以實現復雜實驗步驟的全自動化。

   在質粒克隆和組裝步驟中，包含了酶切、純化、連接、轉化等步驟。這些步驟中有移液、體系構建、酶試劑分裝、磁珠純化、溫控孵育等步驟。得力于Hamilton移液工作站移液通道的*性能、技術與幾十年的經驗積累，這些步驟都可以精準安全地完成。Hamilton移液工作站也可以通過選配溫控孵育模塊、震蕩模塊、自動PCR儀和電轉儀等，進一步實現轉化等步驟的自動化。

    另外，質粒的不同類型的轉化方法都有解決方案，而相對復雜的涂布過程，Hamilton也有多種不同解決方案，例如刮涂法和螺旋噴涂法。

   在細胞培養方面，Hamilton的移液工作站可以自動化完成細胞培養所需的步驟，例如克隆挑選、離心管開關蓋等，從而為細胞培養解決痛點。藉由強大的細胞培養管理軟件，Hamilton還可以從多個方向整合多種細胞培養設備，例如培養箱、培養基供液模塊和傾斜模塊等，確保細胞培養的穩定性和高標準。

   菌株經過大通量培養誘導產物表達之后，需要對產物進行檢測以篩選出符合需求的高產菌株和生產條件。因此，要對產物進行純化、富集和檢測。首先，使用Hamilton液相前處理工作站將大通量的發酵產物進行固相萃取或液相萃取。在對產物進行過濾后，進入高效液相色譜系統進行檢測。隨后，對于高產菌株進行挑選和保存。與Hamilton移液通道配合使用IMCS吸頭，可完成產物的快速富集純化，而富集產物可以直接用于配置下一步的檢測體系，從而檢測產物抗體或者酶的活性。