在合成生物學大環(huán)境下,，Singer公司在2017年與NUS-SynCTI簽署了一項研究合作協(xié)議，來構思和開發(fā)一種新型自動化的高通量菌落挑選設備,。能在自動化的生產平臺上高效運轉,，并大大增強了高通量的分析能力,。這就是新一代的高通量菌落挑取系統(tǒng)—Singer-PIXL
當前，越來越多的實驗室會選擇用機器人取代人工來挑取數(shù)以千萬計的菌落,，而其中最關注的就是挑菌的準確率,。自動挑菌的設備具有挑取一致性、可重復性,、工作時間長的優(yōu)點,。然而,，并不是所有的自動挑菌設備都能達到高精度挑菌，它們在挑取時經(jīng)常會觸碰到其他物質,，這也是全面檢測自動挑菌設備準確性的重要原因。
Singer公司提供的挑菌平臺PIXL,，多功能,、可定制,、允許用戶控制挑菌過程的每個步驟,。在這里，為了檢測PIXL菌落挑取平臺的挑取準確性,，從兩方面來進行實驗：
1,、挑取單個菌落而產生不交叉污染，兩個菌落間的最小距離是多少,？
利用“棋盤陣列”實驗,，來檢測PIXL挑取陣列菌落的能力。在陣列模式下,，PIXL在1536密度陣列下能很好地挑取每一個菌,，準確率達到了*。其中兩個相鄰菌落中心點之間的距離為2mm,，假設菌落的平均直徑為1mm,，我們可以推算出，1536密度陣列中,，相鄰菌落邊緣間的距離約為1mm,。當然，如果菌落直徑大于1mm,，相鄰菌落邊緣間的距離小于1mm,?？梢钥闯觯琍IXL準確挑菌且不交叉污染所要求的最小相鄰菌落邊緣間的距離為1mm,。
1536密度陣列的菌落間距示意圖
2,、瓊脂的高度會如何影響挑取準確率？
瓊脂不平或瓊脂高度的改變是引起挑菌準確率下降的常見原因,，因為從菌落到相機的距離直接影響菌落的位置計算,，這是瓊脂高度改變引起的變量因素。較低的瓊脂高度導致菌落到相機的距離更遠,，使相機獲取的菌落大小較實際情況更小,。另外，較高的瓊脂高度導致菌落到相機的距離更近,，使菌落看起來更大,。
A)“正常”高度瓊脂 B)更高的瓊脂高度 C)更低的瓊脂高度
為了克服這種常見誤差，PIXL內置了一種智能度量標準,，自動偵測瓊脂高度并據(jù)此調整菌落位置信息,。
為了檢測這一性能，向Singer PlusPlates中傾注不同體積的瓊脂,，并將芽殖酵母細胞點種到這些瓊脂上,，培養(yǎng)2天后，從每塊板上挑取96個菌落,。其準確性通過兩種方法測定：一是通過在源板上尋找挑取痕跡,；二是通過在目標板上培養(yǎng)菌落并檢測菌落的生長。
結果發(fā)現(xiàn),，當平皿中有34~46ml瓊脂時,，相當于瓊脂高度在4.7~6.3cm，挑取準確率高于99%,。40ml瓊脂的高度為5.5cm,，是Singer PlusPlate平皿高度的一半。
PIXL在不同的瓊脂高度上,，挑菌準確率高于99%
在另一個單獨的測試中,，發(fā)現(xiàn)平皿中瓊脂不平，可能是準備平皿時桌面不平導致的,，但這并不會影響挑取的準確性,。PIXL在平皿的不同位置成功挑取了40個菌落。這進一步證實挑菌平臺可以適應不同瓊脂高度的平皿,。
Singer-PIXL三大優(yōu)勢
1友好的用戶界面
Singer-PIXL使用觸摸屏界面來引導用戶完成整個工作流程,，并能在幾分鐘內選擇正確的菌落。對于用戶而言，它的操作非常簡單,，通常10分鐘就能讓新用戶掌握軟件功能的90%,。簡而言之，輕松無憂,。
2精準挑選的技術
PIXL擁有著新研發(fā)的挑取技術—Pinpoint ,，能保障實驗過程的可靠性和無菌性。其挑選菌落的針頭無需像使用金屬針的挑菌設備一樣,，每次都必須對其進行滅菌,。Singer-PIXL使用的是基于聚合物材料的PickupLine無菌挑菌線，該材料能被切割以產生無菌末端作為新針頭來轉移微生物菌落,，去除清洗滅菌環(huán)節(jié),，降低交叉污染的風險，減少耗材成本,。
3自動識別瓊脂厚度
精準挑選技術的另一個優(yōu)勢是可以自動應對瓊脂厚度的變化,，以確保在不損壞瓊脂平板的情況下挑選并轉移平板上的菌落 。而且執(zhí)行挑選的精準度可達50微米,，確保細小菌落的準確挑取,。優(yōu)化的挑取動作適用于大多數(shù)的粘性菌：挖、高頻振動,、輕拍,。
PIXL作為新一代高通量高精度菌落挑取工作站，有著顯著的優(yōu)勢,，從研發(fā)到設計,、從模型到實踐，都是面向用戶的真實反饋和體驗,。作為英國SINGER公司在大中華區(qū)的合作伙伴,，磐麥科技將會和SINGER一起繼續(xù)努力，不斷進步,，為廣大科研客戶提供幫助。
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