引言
靶細(xì)胞系瞬轉(zhuǎn)被用于研究基因表達(dá)、蛋白質(zhì)功能、治療靶點(diǎn)的表達(dá)、細(xì)胞功能激活以及各種生物過(guò)程。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的初始階段,摸索DNA濃度和轉(zhuǎn)染試劑的范圍是確定適當(dāng)轉(zhuǎn)染條件的重要一步。使用自動(dòng)化工作站能夠?yàn)檎麄€(gè)過(guò)程提供準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性。
本實(shí)驗(yàn)中,以HEK293為例,采用Lipofectamine? 3000的瞬轉(zhuǎn)流程,我們使用Biomek i3桌面級(jí)自動(dòng)化完成細(xì)胞鋪板、轉(zhuǎn)染配方準(zhǔn)備、時(shí)間響應(yīng)加樣、混勻與后續(xù)成像/流式評(píng)估。該實(shí)驗(yàn)通過(guò)自動(dòng)化操作結(jié)合Cytoflex流式細(xì)胞分析等,快速獲得轉(zhuǎn)染DOE實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),為后續(xù)降本與工藝窗口提供依據(jù)。
實(shí)驗(yàn)挑戰(zhàn)
實(shí)驗(yàn)變量多:鋪板密度、DNA負(fù)載、轉(zhuǎn)染試劑體積、孵育時(shí)長(zhǎng)、加樣位置/速度、混勻方式等,手工難以保持跨板一致。
時(shí)序難統(tǒng)一:DNA+P3000與Lipo的孵育/混合到加樣的時(shí)間差,將影響表達(dá)水平。
實(shí)驗(yàn)步驟
細(xì)胞鋪板:HEK293,96孔平底黑壁透底板;鋪板密度25,000/50,000 cells/100 μL,按列分布以便條件對(duì)比;鋪板后用i3X MiniMax成像確認(rèn)沉降與狀態(tài)。
轉(zhuǎn)染體系:依據(jù)試劑說(shuō)明,比較DNA 100 vs 400 ng/孔;Lipo 0.15 vs 0.3 μL/孔;P3000比例按說(shuō)明書(shū)添加;Opti-MEM為稀釋體系。
圖1:Biomek i3 DOE板布局
關(guān)鍵時(shí)序:對(duì)每種預(yù)混體系自動(dòng)錯(cuò)開(kāi)啟動(dòng),使“混合→有效載荷加樣”的孵育,統(tǒng)一為12分鐘;有效載荷液面下約1 mm加樣;緩慢吹吸+傾斜混勻。
培養(yǎng)與檢測(cè):轉(zhuǎn)染后37°C,5% CO?培養(yǎng);用EVOS(明場(chǎng)+GFP)保持一致參數(shù)成像;再以CytoFLEX流式細(xì)胞分析儀進(jìn)行定量。
圖2:Biomek i3方法選項(xiàng)選擇器MOS,支持輕松訪問(wèn)最常用的DOE方法設(shè)置
實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示
圖3:在每孔細(xì)胞接種密度為25000個(gè)細(xì)胞的四種預(yù)混體系條件下的典型熒光顯微成像
圖4:代表性的流式細(xì)胞術(shù)門控策略,從左上角順時(shí)針:選擇細(xì)胞、選擇單線態(tài)細(xì)胞、將熒光門應(yīng)用于陰性對(duì)照(僅限培養(yǎng)基)孔和將熒光門用于轉(zhuǎn)染細(xì)胞孔
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
本實(shí)驗(yàn)中,我們測(cè)試了Biomek i3自動(dòng)化工作站開(kāi)展脂質(zhì)體瞬轉(zhuǎn)DOE實(shí)驗(yàn)的可靠性。
過(guò)高DNA濃度可能導(dǎo)致細(xì)胞毒性。檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果支持這一假設(shè),在400ng條件下,無(wú)論是在定性熒光成像分析還是定量流式細(xì)胞術(shù)數(shù)據(jù)中,轉(zhuǎn)染效率都有所降低。
在考慮Lipofectamine的劑量時(shí),我們沒(méi)有觀察到0.15 μL和0.3 μL在下游轉(zhuǎn)染效率方面存在顯著差異,但50000個(gè)細(xì)胞接種密度和高DNA濃度加入的情況除外。未來(lái)的實(shí)驗(yàn)可能考慮降低Lipofectamine濃度來(lái)減少昂貴試劑的消耗,并通過(guò)在25000個(gè)細(xì)胞密度下接種來(lái)減少總細(xì)胞需求。
Biomek i3助力細(xì)胞轉(zhuǎn)染DOE
桌面級(jí)體量,足夠靈活:占地小,放在臺(tái)面一角即可開(kāi)工。
自動(dòng)化動(dòng)作更“友好”:緩慢吹吸+混勻,減少對(duì)細(xì)胞的機(jī)械刺激;液面下定點(diǎn)加樣,減少氣泡與擾動(dòng)。
方法與數(shù)據(jù)都可復(fù)用:MOS快速?gòu)?fù)刻方法,CSV統(tǒng)一導(dǎo)入;成像/流式數(shù)據(jù)可橫向比較。
面向未來(lái)的擴(kuò)展:與培養(yǎng)箱、加熱/振蕩模塊、HEPA/UV、外部檢測(cè)設(shè)備形成“輕自動(dòng)化集成生態(tài)”,從單次實(shí)驗(yàn)升級(jí)為穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)產(chǎn)出和生產(chǎn)力提升。
參考文獻(xiàn)
應(yīng)用說(shuō)明《使用Biomek i3自動(dòng)化工作站進(jìn)行自動(dòng)化細(xì)胞鋪板和基于脂質(zhì)體的瞬時(shí)轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)》
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