在合成生物學(xué)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(gòu)思和開發(fā)一種新型自動化的高通量菌落挑選設(shè)備,。能在自動化的生產(chǎn)平臺上高效運轉(zhuǎn),，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(dāng)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(guān)注的就是挑菌的準(zhǔn)確率,。自動挑菌的設(shè)備具有挑取一致性、可重復(fù)性,、工作時間長的優(yōu)點,。然而，并不是所有的自動挑菌設(shè)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(zhì),，這也是全面檢測自動挑菌設(shè)備準(zhǔn)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(zhǔn)確性，從兩方面來進行實驗：

1,、挑取單個菌落而產(chǎn)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(zhǔn)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(shè)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(dāng)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(zhǔn)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(zhǔn)確率？

瓊脂不平或瓊脂高度的改變是引起挑菌準(zhǔn)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(dǎo)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(dǎo)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(nèi)置了一種智能度量標(biāo)準(zhǔn),，自動偵測瓊脂高度并據(jù)此調(diào)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(zhǔn)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(biāo)板上培養(yǎng)菌落并檢測菌落的生長。

結(jié)果發(fā)現(xiàn),，當(dāng)平皿中有34~46ml瓊脂時,，相當(dāng)于瓊脂高度在4.7~6.3cm，挑取準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)備平皿時桌面不平導(dǎo)致的,，但這并不會影響挑取的準(zhǔn)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(yīng)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(dǎo)用戶完成整個工作流程,，并能在幾分鐘內(nèi)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(zhǔn)挑選的技術(shù)

PIXL擁有著新研發(fā)的挑取技術(shù)—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(shè)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(chǎn)生無菌末端作為新針頭來轉(zhuǎn)移微生物菌落,，去除清洗滅菌環(huán)節(jié),，降低交叉污染的風(fēng)險，減少耗材成本,。

3自動識別瓊脂厚度

精準(zhǔn)挑選技術(shù)的另一個優(yōu)勢是可以自動應(yīng)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(zhuǎn)移平板上的菌落 。而且執(zhí)行挑選的精準(zhǔn)度可達50微米,，確保細小菌落的準(zhǔn)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(shè)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,。