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2025-08-14 15:48:15合成反應(yīng)器
合成反應(yīng)器是一種用于化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)或工業(yè)設(shè)備。它具備密封性能好、耐高溫高壓、攪拌混合均勻等特點(diǎn)，能夠提供一個(gè)穩(wěn)定、可控的反應(yīng)環(huán)境。合成反應(yīng)器通常配備有加熱、冷卻、攪拌及壓力控制系統(tǒng)，以滿足不同化學(xué)反應(yīng)的條件需求。通過(guò)精確控制反應(yīng)物的投料比例、反應(yīng)溫度、壓力及時(shí)間等參數(shù)，合成反應(yīng)器可以制備出各種化學(xué)產(chǎn)品。該設(shè)備廣泛應(yīng)用于化工、制藥、新材料等領(lǐng)域，是化學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中的重要工具。

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2025-01-24 11:00:13細(xì)胞生物反應(yīng)器 標(biāo)準(zhǔn)有哪些？
細(xì)胞生物反應(yīng)器標(biāo)準(zhǔn)：提升生物制造的關(guān)鍵 細(xì)胞生物反應(yīng)器（Cell Bioreactor）作為生物制藥和生物工程領(lǐng)域中至關(guān)重要的設(shè)備，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于細(xì)胞培養(yǎng)、發(fā)酵、蛋白質(zhì)生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域。細(xì)胞生物反應(yīng)器不僅是大規(guī)模生物產(chǎn)品生產(chǎn)的核心設(shè)施，也是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生物過(guò)程的基礎(chǔ)。為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量與一致性，細(xì)胞生物反應(yīng)器的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和操作顯得尤為重要。本文將深入探討細(xì)胞生物反應(yīng)器的標(biāo)準(zhǔn)以及其在生物工程中的重要性。 細(xì)胞生物反應(yīng)器標(biāo)準(zhǔn)的背景 隨著生物制藥行業(yè)的快速發(fā)展，細(xì)胞生物反應(yīng)器的需求逐年增加。生物反應(yīng)器的主要作用是為細(xì)胞提供一個(gè)控制良好的環(huán)境，促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)、繁殖和代謝活動(dòng)，以便產(chǎn)出所需的生物產(chǎn)品。為確保生物反應(yīng)器在不同環(huán)境下的可靠性和一致性，業(yè)界逐步建立起了一些標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)還是各國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)胞生物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、性能、操作及維護(hù)都有了明確的規(guī)范要求。 細(xì)胞生物反應(yīng)器標(biāo)準(zhǔn)的重要性 細(xì)胞生物反應(yīng)器的標(biāo)準(zhǔn)化不僅有助于提升生物反應(yīng)器的使用效率，還能有效降低生產(chǎn)中的風(fēng)險(xiǎn)。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的反應(yīng)器系統(tǒng)能夠在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)更高的兼容性和靈活性，確保產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。例如，標(biāo)準(zhǔn)化的反應(yīng)器設(shè)計(jì)可以保證溫度、pH、溶氧等關(guān)鍵參數(shù)的控制，進(jìn)而提高細(xì)胞培養(yǎng)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。 細(xì)胞生物反應(yīng)器的關(guān)鍵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 細(xì)胞生物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾個(gè)方面： 材料選擇與衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：生物反應(yīng)器的材質(zhì)必須符合生物醫(yī)藥領(lǐng)域的安全標(biāo)準(zhǔn)，通常選用不銹鋼、玻璃、或者具有生物相容性的合成材料，以保證不與培養(yǎng)物發(fā)生反應(yīng)，并避免污染。 培養(yǎng)環(huán)境控制系統(tǒng)：溫度、pH值、溶氧量和二氧化碳濃度的控制至關(guān)重要。標(biāo)準(zhǔn)化的反應(yīng)器配備了先進(jìn)的傳感器和自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并調(diào)整這些關(guān)鍵參數(shù)，以確保細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境的佳狀態(tài)。 攪拌與氣體交換系統(tǒng)：為了促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)和代謝，反應(yīng)器內(nèi)部通常配有攪拌裝置和氣體交換系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)要求攪拌系統(tǒng)能夠有效地維持細(xì)胞的均勻分布，同時(shí)確保充足的氧氣供應(yīng)，以支持細(xì)胞的高效生長(zhǎng)。 培養(yǎng)液的無(wú)菌條件：生物反應(yīng)器必須保持無(wú)菌環(huán)境，避免外界微生物的污染。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)反應(yīng)器的無(wú)菌操作和滅菌過(guò)程有嚴(yán)格要求，確保培養(yǎng)液的純度和細(xì)胞的安全性。 細(xì)胞生物反應(yīng)器的操作與維護(hù)標(biāo)準(zhǔn) 除了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)外，細(xì)胞生物反應(yīng)器的操作與維護(hù)同樣需要嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)化流程。操作人員必須經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)，掌握反應(yīng)器的操作技能，并能夠根據(jù)反應(yīng)器狀態(tài)做出及時(shí)調(diào)整。定期的維護(hù)與清潔也是確保反應(yīng)器長(zhǎng)期高效運(yùn)行的必要條件，規(guī)范化的維護(hù)流程能夠延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，并減少生產(chǎn)中的故障率。 細(xì)胞生物反應(yīng)器標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用 國(guó)際上，諸如ISO、FDA等機(jī)構(gòu)都制定了一系列細(xì)胞生物反應(yīng)器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施推動(dòng)了生物制藥行業(yè)的規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。尤其是在跨國(guó)公司和供應(yīng)鏈中，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和操作不僅提升了生產(chǎn)效率，還確保了跨地區(qū)合作中的質(zhì)量一致性。 結(jié)語(yǔ) 細(xì)胞生物反應(yīng)器標(biāo)準(zhǔn)在生物制造和制藥過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。它不僅提升了生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性與效率，還確保了產(chǎn)品的質(zhì)量安全。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和行業(yè)需求的日益增加，細(xì)胞生物反應(yīng)器的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展將更加完善，推動(dòng)生物產(chǎn)業(yè)邁向更加高效和可持續(xù)的未來(lái)。在生物制造的復(fù)雜環(huán)境中，遵循嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化操作，已經(jīng)成為保證行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。
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2025-05-20 20:40:56GelMA合成步驟
打擾大家了，想咨詢一下GelMA合成過(guò)程使用A型明膠還是B型明膠呀？
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2025-01-17 12:00:15dna合成儀生產(chǎn)商未來(lái)發(fā)展如何？
DNA合成儀生產(chǎn)商：創(chuàng)新與科技引領(lǐng)基因合成的未來(lái) 在生物技術(shù)的飛速發(fā)展中，DNA合成儀作為關(guān)鍵設(shè)備之一，已成為現(xiàn)代科研和生物醫(yī)藥行業(yè)的重要工具。隨著基因編輯、基因以及個(gè)性化醫(yī)療的崛起，DNA合成儀的市場(chǎng)需求日益增加。本文將深入探討DNA合成儀生產(chǎn)商的市場(chǎng)現(xiàn)狀、技術(shù)創(chuàng)新及其對(duì)科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的深遠(yuǎn)影響，幫助讀者了解DNA合成儀產(chǎn)業(yè)的未來(lái)趨勢(shì)及其潛力。 1. DNA合成儀的市場(chǎng)前景 DNA合成儀，顧名思義，是一種能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的序列合成特定DNA分子的設(shè)備。這類儀器廣泛應(yīng)用于基因工程、制藥行業(yè)、癌癥研究以及疫苗開(kāi)發(fā)等多個(gè)領(lǐng)域。隨著基因合成技術(shù)的不斷進(jìn)步，DNA合成儀的性能也在不斷提升，包括提高合成速度、準(zhǔn)確性和成本效益，使得科學(xué)家能夠更快速、更高效地進(jìn)行基因合成及實(shí)驗(yàn)研究。 目前，DNA合成儀的需求不僅僅局限于學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)，越來(lái)越多的生物技術(shù)公司、制藥企業(yè)和診斷公司也開(kāi)始引入這一技術(shù)。這種趨勢(shì)促使DNA合成儀生產(chǎn)商不斷推陳出新，滿足日益復(fù)雜的市場(chǎng)需求。 2. DNA合成儀生產(chǎn)商的技術(shù)創(chuàng)新 DNA合成儀生產(chǎn)商在設(shè)備的設(shè)計(jì)和技術(shù)創(chuàng)新方面已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展。傳統(tǒng)的DNA合成方法存在一定的時(shí)間和成本限制，然而現(xiàn)代DNA合成儀利用自動(dòng)化技術(shù)，大大提升了合成效率和精度。例如，采用光學(xué)檢測(cè)技術(shù)、固相合成法等新興技術(shù)，能夠在合成過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程，確保高質(zhì)量的DNA產(chǎn)物。 一些領(lǐng)先的DNA合成儀生產(chǎn)商也在努力降低設(shè)備的使用成本，提升小批量合成能力。這對(duì)于企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)是極具吸引力的優(yōu)勢(shì)，尤其是在面對(duì)基因編輯和個(gè)性化醫(yī)療領(lǐng)域的快速發(fā)展時(shí)，靈活的合成能力成為了行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。 3. 領(lǐng)先的DNA合成儀生產(chǎn)商 目前，有多家知名的DNA合成儀生產(chǎn)商在該領(lǐng)域占據(jù)了領(lǐng)導(dǎo)地位。著名的公司如Thermo Fisher Scientific、Agilent Technologies和BioAutomation等，憑借其強(qiáng)大的研發(fā)能力和技術(shù)積累，已成為行業(yè)中的佼佼者。這些公司不僅在設(shè)備制造上不斷突破，且通過(guò)提供定制化的DNA合成解決方案，滿足不同用戶的需求，推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。 隨著中國(guó)在生命科學(xué)領(lǐng)域的崛起，一些本土DNA合成儀生產(chǎn)商也逐漸走向國(guó)際市場(chǎng)，憑借較為合理的價(jià)格和不斷創(chuàng)新的技術(shù)，受到了科研和生物技術(shù)公司的青睞。 4. DNA合成儀的應(yīng)用前景 隨著個(gè)性化醫(yī)療和基因編輯技術(shù)的不斷發(fā)展，DNA合成儀的應(yīng)用前景非常廣闊。在基因領(lǐng)域，能夠精確合成所需DNA序列的技術(shù)使得基因修復(fù)、基因替代以及基因免疫等方案成為可能。與此DNA合成儀還在生物制藥領(lǐng)域中扮演著重要角色，幫助開(kāi)發(fā)新的藥物和疫苗。 5. 結(jié)論 總體而言，DNA合成儀作為現(xiàn)代生物技術(shù)的核心設(shè)備之一，正在不斷推動(dòng)著生命科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新與突破。從科研到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，DNA合成儀生產(chǎn)商正在不斷通過(guò)技術(shù)革新滿足不同市場(chǎng)需求。隨著基因合成技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，未來(lái)DNA合成儀的市場(chǎng)前景將更加廣闊，為生命科學(xué)研究和生物醫(yī)藥行業(yè)提供更加精確、高效和便捷的工具。 通過(guò)深入分析DNA合成儀的技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用前景，可以看出，這一領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)迎來(lái)新一輪的技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)擴(kuò)展。
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2023-08-18 09:25:26微通道反應(yīng)器技術(shù)在氯化反應(yīng)工藝中的新應(yīng)用
氯化反應(yīng)氯化反應(yīng)是有機(jī)合成的重要組成，廣泛應(yīng)用于農(nóng)用和藥 用化學(xué)品的研發(fā)和生產(chǎn)。由于這類反應(yīng)的危險(xiǎn)系數(shù)高，在傳統(tǒng)的釜式反應(yīng)器中更存在產(chǎn)率，環(huán)保，質(zhì)量等問(wèn)題。微通道反應(yīng)器具有良好的傳質(zhì)和換熱特性，應(yīng)用于氯化反應(yīng)對(duì)于選擇性和收率有很大的提升，有利于綠色工藝的研究。本文摘自賈志遠(yuǎn)等人于2021年5月發(fā)表在《燃料與染色》上的一篇綜述文章：微通道技術(shù)在氯化反應(yīng)工藝中的應(yīng)用。向您介紹連續(xù)流技術(shù)在氯化反應(yīng)的特色應(yīng)用，希望對(duì)您有所啟發(fā)。在微通道反應(yīng)器中光化學(xué)氯化反應(yīng)研究案例連續(xù)流化學(xué)反應(yīng)近兩年發(fā)展迅速。在微通道反應(yīng)器中的光化學(xué)氯化反應(yīng)，反應(yīng)混合物可以受到強(qiáng)烈而均勻的光照，不僅會(huì)提高氯氣的利用率，而且可以縮短反應(yīng)時(shí)間，提高產(chǎn)率。研究者利用微反應(yīng)器開(kāi)展了甲苯-2，4-二異氰酸酯的選擇性光化學(xué)氯化反應(yīng)。如圖所示，甲苯-2，4-二異氰酸酯的四氯乙烷溶液由液相管路進(jìn)入微通道反應(yīng)器中，與當(dāng)量摩爾比的氯氣在微反應(yīng)器中混合，光照下生成產(chǎn)品1-氯甲基-2，4二異氰基苯，經(jīng)水解和縮合過(guò)程形成副產(chǎn)物甲苯5-氯-2，4-二異氰酸酯。在微通道反應(yīng)器中氯化慢反應(yīng)研究案例陳光文等人采用微通道氯化反應(yīng)裝置，設(shè)計(jì)合成了橡膠防焦劑CTP（N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺)的工藝，來(lái)解決反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、釜式反應(yīng)混合不均勻、收率低等問(wèn)題。原料和溶劑通過(guò)計(jì)量泵輸送到微混合器中形成濃度12%的二環(huán)己基二硫化合物溶液，然后降溫到10℃，降溫后的原料液和當(dāng)量比的氯氣在微通道反應(yīng)。反應(yīng)過(guò)程中氯氣通入二環(huán)己基二硫化物的時(shí)間大幅縮短，收率達(dá)到93%，高出現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)3～4個(gè)百分點(diǎn)。參考文獻(xiàn)[1]賈志遠(yuǎn),劉嵩,楊林濤,閆士杰,劉東,鄢冬茂.微通道技術(shù)在氯化反應(yīng)工藝中的應(yīng)用[J].染料與染色,2021,58(02):49-54.編者語(yǔ)在康寧AFR反應(yīng)器上，也做過(guò)很多的氯化反應(yīng)，絕大部分都得到了比釜式更好的結(jié)果。由于康寧反應(yīng)器是玻璃材質(zhì)，更加適合光氯化反應(yīng)。例如：利用康寧反應(yīng)器在進(jìn)行某個(gè)烷烴的氯化反應(yīng)時(shí)，在光照下，其選擇性是釜式的1.5倍，幾乎能選擇性地進(jìn)行單氯代。在進(jìn)行吡啶化合物的氯代時(shí)，其選擇性高于 釜式約10個(gè)百分點(diǎn)。關(guān)鍵是選擇性高了之后，可以不進(jìn)行后處理而直接進(jìn)入下一步反應(yīng)，極大降低了損耗。康寧反應(yīng)器無(wú)縫放的技術(shù)優(yōu)勢(shì)有利于光氯化反應(yīng)放到到工業(yè)化生產(chǎn)。如果想了解康寧AFR?高通量-微通道反應(yīng)器技術(shù)以及康寧反應(yīng)器在連續(xù)化反應(yīng)生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例，請(qǐng)關(guān)注康寧反應(yīng)器公眾號(hào)或者訪問(wèn)康寧公司反應(yīng)器技術(shù)相關(guān)網(wǎng)站電話：400-8121-766郵件：reactor.asia@corning.com
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2023-04-10 15:50:43合成生物學(xué)握手AI，你想要的合成生物學(xué)
根據(jù)NCBI的ClinVar數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)，包括罕見(jiàn)疾病，如鐮狀細(xì)胞病、地中海貧血和先天性萊伯黑朦等超過(guò)3萬(wàn)7千種已知疾病與致病性單核苷酸變異（SNV）有關(guān)，SNV可能導(dǎo)致原始DNA序列、轉(zhuǎn)錄水平和蛋白質(zhì)序列等其他特性的變化。而新一代CRISPR/Cas9技術(shù)——堿基編輯器（BEs）可以有效地修復(fù)堿基突變，而不會(huì)誘導(dǎo)雙鏈DNA斷裂，從而能夠直接、不可逆地校正堿基突變，對(duì)于治愈SNV引起的遺傳疾病具有十分廣闊的前景。已經(jīng)報(bào)道的有誘導(dǎo)C·G到T·A轉(zhuǎn)化的胞嘧啶堿基編輯器（CBE）、誘導(dǎo)A·T到G·C轉(zhuǎn)化的腺嘌呤堿基編輯器（ABE）和使C·G到G·C轉(zhuǎn)換的糖基化酶堿基編輯器（GBE），這些BEs為治 療50%以上致病性SNV提供了幾乎理想的解決方案。然而，在實(shí)施基于BE的基因療法之前，有必要大量構(gòu)建具有致病性SNV的細(xì)胞疾病模型，以用于開(kāi)發(fā)和優(yōu)化BEs，并使其在基因治 療中的應(yīng)用成為可能。同時(shí)，根據(jù)ClinVar的數(shù)據(jù)，大約50%的人類致病性SNV是C·G到T·A的轉(zhuǎn)化，然而目前很難通過(guò)合理的人力和資金投入獲得大量攜帶這些SNV的細(xì)胞模型。這一方面是由于大規(guī)模樣品，手動(dòng)操作不僅耗時(shí)，而且容易出錯(cuò)，一致性較差且成本高昂；另外一方面，現(xiàn)有的基于目標(biāo)-位點(diǎn)集成庫(kù)的方法，如Be-Hive等在為AI學(xué)習(xí)和預(yù)測(cè)編輯性能的數(shù)據(jù)時(shí)，缺乏原位信息的綜合編輯位點(diǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)又缺少真實(shí)染色體環(huán)境（先前研究表明，核酸酶的性能與染色質(zhì)可及性之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性，并且基因編輯在真核染色質(zhì)中比異染色質(zhì)中更有效）。中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所和天津科技大學(xué)的團(tuán)隊(duì)，開(kāi)發(fā)了一個(gè)由以下四個(gè)模塊組成的用于哺乳動(dòng)物細(xì)胞高通量原位基因編輯的自動(dòng)化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了哺乳動(dòng)物細(xì)胞基因編輯的標(biāo)準(zhǔn)化和可拓展性。（1）內(nèi)源性靶g(shù)RNA計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；（2）gRNA表達(dá)質(zhì)粒構(gòu)建；（3）哺乳動(dòng)物細(xì)胞堿基編輯；（4）CBEs性能模型構(gòu)建的機(jī)器學(xué)習(xí)。四個(gè)模塊組成的用于哺乳動(dòng)物細(xì)胞高通量原位基因編輯的自動(dòng)化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了哺乳動(dòng)物細(xì)胞基因編輯的標(biāo)準(zhǔn)化和可拓展性。該平臺(tái)借助大規(guī)模的原位編輯數(shù)據(jù)和序列信息，結(jié)合局部染色質(zhì)可及性，具有原位數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型能夠更好地預(yù)測(cè)實(shí)際的堿基編輯效率，使獲得內(nèi)生目標(biāo)的大規(guī)模編輯數(shù)據(jù)集成為可能。圖1 全自動(dòng)高通量哺乳動(dòng)物基因編輯平臺(tái)概覽在這四個(gè)模塊中，第 一個(gè)模塊用于負(fù)責(zé)gRNA設(shè)計(jì)，以將人類致病性SNV引入野生型細(xì)胞，作者使用生物信息學(xué)分析選擇了1210個(gè)基因作為靶位點(diǎn)，使用包含每個(gè)靶位點(diǎn)上游3 bp至下游750 bp靶區(qū)的DNA序列，分批處理用于分析編輯結(jié)果的三對(duì)引物。對(duì)于自動(dòng)化gRNA質(zhì)粒構(gòu)建工作流程模塊，gRNAs質(zhì)粒構(gòu)建過(guò)程中采用了貝克曼庫(kù)爾特Echo納升級(jí)聲波移液系統(tǒng)用于操縱DNA組裝反應(yīng)，相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的Golden Gate DNA組裝方法的反應(yīng)體積為15μl，Echo的納升級(jí)和無(wú)吸頭操作能夠?qū)?shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行一系列優(yōu)化，將反應(yīng)系統(tǒng)最小化到1微升的總體積，從而顯著降低了實(shí)驗(yàn)成本。隨后使用貝克曼庫(kù)爾特Biomek i7自動(dòng)化移液工作站將DH5α感受態(tài)細(xì)胞與Golden Gate產(chǎn)物進(jìn)行混合，通過(guò)ClonePix進(jìn)行轉(zhuǎn)化鋪板，并在通過(guò)DNA測(cè)序驗(yàn)證構(gòu)建質(zhì)粒之后，使用Biomek i7進(jìn)行質(zhì)粒提取。為了分析數(shù)據(jù)編輯結(jié)果，使用Python腳本讀取sanger測(cè)序文件，比較N20，并創(chuàng)建兩個(gè)參考csv文件。錯(cuò)誤的組裝csv文件包括一個(gè)選擇列表，用于從48孔細(xì)菌菌落板到96孔深孔板中挑選新菌落，以便ClonePix進(jìn)行另一輪驗(yàn)證。正確組裝csv文件包含N20測(cè)序及其在96孔深孔板中的位置，用于使用貝克曼庫(kù)爾特Biomek i7自動(dòng)化移液工作站進(jìn)行質(zhì)粒提取。此模塊高通量自動(dòng)化系統(tǒng)在4天之內(nèi)共構(gòu)建和分析了1210個(gè)gRNA質(zhì)粒，成功率達(dá)99%，實(shí)現(xiàn)了每天384個(gè)gRNA組裝的通量。而后續(xù)使用Biomek i7進(jìn)行的質(zhì)粒提取，通量則可達(dá)到576個(gè)質(zhì)粒/天。圖2 全自動(dòng)gRNA質(zhì)粒構(gòu)建工作流程概述示意圖第三個(gè)模塊是哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的堿基編輯，如圖3。通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，作者開(kāi)發(fā)了使用Biomek i7自動(dòng)化移液工作站進(jìn)行包括細(xì)胞接種和轉(zhuǎn)染、細(xì)胞培養(yǎng)基更換以及進(jìn)行樣品收集在內(nèi)的編輯過(guò)程。隨后進(jìn)行靶區(qū)域的細(xì)胞裂解和PCR擴(kuò)增。全自動(dòng)高通量系統(tǒng)在6h內(nèi)將1210組gRNA和BE4max質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染到HEK293T細(xì)胞中，并在2 h內(nèi)完成后續(xù)培養(yǎng)基更換。培養(yǎng)5天后，收獲編輯的細(xì)胞于8小時(shí)內(nèi)完成進(jìn)行PCR分析，然后進(jìn)行sanger測(cè)序。使用Python腳本產(chǎn)生3個(gè)csv文件，一個(gè)用于準(zhǔn)備新一輪PCR的挑選列表，以分析使用Biomek i7從96孔裂解樣品板到96孔PCR板的false sample；第二個(gè)csv文件包含用于分析false sample的第二個(gè)引物對(duì)的序列和位置信息，用于新一輪PCR；第三個(gè)csv文件包含正確的樣本和編輯效率結(jié)果，用于下一步的AI學(xué)習(xí)。圖3 自動(dòng)化基因編輯過(guò)程的工作流程概述第四個(gè)模塊為作者開(kāi)發(fā)的AI模型——染色質(zhì)可及性學(xué)習(xí)模型（CAELM），預(yù)測(cè)基礎(chǔ)編輯的結(jié)果。CAELM基于自動(dòng)化平臺(tái)生成的高度均勻的原位基因組編輯數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)HEK4T細(xì)胞中的BE293max行為，并實(shí)現(xiàn)了0.64的皮爾遜相關(guān)值。皮爾遜r是評(píng)估數(shù)值數(shù)據(jù)模型準(zhǔn)確性的最普遍指標(biāo)之一，CAELM模型中考慮了目標(biāo)序列的真實(shí)染色體環(huán)境，這提供了更好、更現(xiàn)實(shí)的預(yù)測(cè)；同時(shí)，CAELM還提供了模型輸入的特征重要性得分，并揭示了DNA可及性相對(duì)于目標(biāo)序列上下文的貢獻(xiàn)在預(yù)測(cè)中接近1:6。通過(guò)與32個(gè)不同基因組位點(diǎn)的手動(dòng)操作進(jìn)行比較，其中16個(gè)目標(biāo)位點(diǎn)在兩個(gè)操作過(guò)程中的編輯效率幾乎相等，而自動(dòng)化高通量系統(tǒng)在其他14個(gè)位點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)分析中表現(xiàn)出更高的編輯效率。這些結(jié)果表明，自動(dòng)化高通量系統(tǒng)能夠以與手動(dòng)操作相當(dāng)?shù)男蕡?zhí)行基礎(chǔ)編輯；隨機(jī)選擇BE4max編輯靶標(biāo)的1210個(gè)與疾病相關(guān)的SNV的編輯效率均達(dá)到了較高水平，說(shuō)明可以同時(shí)有效地操縱數(shù)千個(gè)內(nèi)源性靶位點(diǎn)的人類細(xì)胞的全自動(dòng)高通量原位基因編輯平臺(tái)的成功建立。
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