>>  新闻资讯

>>  联系我们

腾泉生命科学(中国)有限公司:
ADD:上海市张江高科技园区达尔文路88号21号楼4楼
TEL:086-21-51088608-203
FAX: 086-21-51821822
新闻资讯 首页 > 新闻资讯 > 行业动态

行业动态

ATS——声波移液技术引领者
您是第位阅读本文  发布时间:2016-1-7 13:34:24

关键词: 纳升级移液, 声波移液,EDC Biosystems, 药物筛选,高通量PCR,合成生物学

ATS诞生于专注技术研发低调的美国公司EDC,并很快地被GSK,Novartis,Merck, Pfizer 等公司采用。Broad Institute和美国伯克利国家重点实验室也在文章中标注采用ATS进行基于定量PCR 的高通量药物筛选和高通量质谱分析实验。

ATS到底是怎样一个技术? 让我们一起来了解他。

声波几乎无处不在,很普通,ATS却能用它进行液体的转移。ATS利用声波探头把电能转化为声波,并聆听声波的反射来获得样品性质和液面高度的信息。声波探头根据所获得的信息,自动调整探头的位置来精准地聚焦能量到液面的一个点,激发出纳升级液滴。液滴飞向上方的容器,液滴通过表面张力粘附于容器表面,或直接融入到反应体系中(如图1)。ATS通过调整能量的状态,精确控制液滴大小,根据实验的需要在1nl 和50nl 之间任意调整液滴体积。更大体积的液体转移通过每秒钟上百个液滴的转移来实现。



1.png

图1: ATS声波移液原理示意图 

ATS可进行任意孔到任意孔的转移。移液过程中样品飞速穿过空气,无需枪头,喷嘴和管路,不存在液体残留,交叉污染和阻塞。需要转移的液体可存放在96,384,1536,3456孔板中,通过ATS可转移液体到任何SBS/ANSI板,甚至是载玻片,晶体板,或芯片。ATS移液的精准度和精确度远高于传统移液技术, 且死体积小于0.5ul, 可最大限度的使用宝贵的实验样品。

目前声波移液技术在如下领域都有建树:高通量药物筛选、结构生物学、分子诊断 、合成生物学、 精准医疗、 高通量质谱分析。现在和大家分享几个应用案例。

1.高通量药物筛选:革新传统实验流程,缩小反应体系,实现高通量低成本药物筛选

在IC50实验中,母液的化合物溶度高,传统的实验流程需先把母液转移到微孔板中,用移液设备进行梯度稀释。再将稀释后的化合物加入到实验板中(如图2)。整个移液过程很难避免液体残留在枪头,导致实验结果的偏差。

 

   2.png

2:传统梯度稀释法移液流程

       ATS最小的液滴体积为1nl,可采用直接稀释法(如图3),直接将化合物母液转移到实验板中,该过程可用ATS的Cherry PickDose-Response软件协助完成。ATS移液的准确性和精密性可减少实验重复次数。0.5ul的死体积,显著减少实验所需溶液的体积,节约珍贵的样品和试剂。

 

 

3.png

3:ATS直接稀释法移液流程

      百时美施贵宝公司在化合物筛选实验中,将声波移液技术和基于枪头的传统移液技术做平行比较,他们惊人地发现在1000个被筛选的化合物中,其中108个化合物只在采用声波移液技术时有活性(如图4)

 

4.png

4: 百时美施贵宝声波移液和传统移液方法的筛选结果比较  

       2. 高通量定量PCR自动化,微体系,极低的CV

定量PCR(qPCR)被广泛应用于基因表达分析,基因分型,SNP分析等应用。目前定量PCR常用的反应体系为10ul-20ul,采用ATS 声波移液技术可进行1ul 甚至更小反应体系定量PCR。ATS 进行cDNA, Mix buffer,引物,荧光试剂的纳升级移液,整个过程无需枪头,没有交叉污染,且CV极低。Broad Institute of MIT and Harvard 的科学家采用ATS与Roche LightCycler® 1536 定量PCR仪联用,实现基于定量PCR 的高通量药物筛选[1]。ATS也可与机械臂联用,实现24小时无人值守高通量药物筛选(如图5)。

 

5.png

图5: ATS自动化药物筛选平台 

       3. 蛋白结晶:高通量,微体系蛋白结晶;减少种晶基质效应,提高结晶成功率

蛋白结晶过程可分为3个阶段成核,生长和停止生长。晶核的形成是蛋白质晶体生长的起点和关键点,通过种晶可提高结晶的成功率。种晶过程,会引入外加缓存液对于结晶条件的影响,Roche的科学家首次把声波移液技术应用到高通量的蛋白结晶的条件筛选。他们通过ATS降低种晶的体积到15nl,减少缓冲液对于结晶环境的影响[2]。

如图6所示蓝色柱状图为ATS进行种晶,橙色,黄色柱状图为没有种晶的对照组。统计了6种蛋白样品,每种蛋白96个液滴中结晶液滴的个数。在另一篇文章中[3],Roche的科学家采用ATS进行蛋白溶液和各种结晶试剂的转移, 实现30nl体系结晶(如图7)和高通量的结晶条件筛选。

 

6.png

图6:ATS种晶结晶数据 

7.png

图7:基于ATS移液的溶菌酶30nl 体系结晶 

       4. 高通量质谱分析:ATS高通量质谱样品点样,效率提高100倍

美国伯克利国家重点实验室,为了优化微生物分解多糖,生产生物燃料的培养条件,建立了基于ATS的高通量质谱分析方法。ATS 从384孔板中,转移1nl的培养基到质谱样品金属板上(如图8),再进行微生物代谢产物的质谱分析。ATS 在2分钟内完成一个点间距为450um,288个点的样品矩阵点样。该方法比人工方法,工作效率提高100多倍[4]。

 

8.png

                          图8:用ATS进行高通量质谱样品点样

至今,全球前10位的制药公司和众多知名研究机构都采用ATS声波移液技术,应用于高通量药物筛选、结构生物学、分子诊断 、合成生物学、 精准医疗等领域。

参考文献:

[1]High-Throughput RT-PCR for small-molecule screening assays. Curr Protoc Chem Biol. ; 4(1): 49–63. doi:10.1002/9780470559277.ch110204.

[2]Acoustic matrix microseeding: improving protein crystal growth with minimal chemical bias

Acta Cryst. (2010). D66, 568–576

[3] Nanolitre-scale crystallization using acoustic liquid-transfer technology.  Acta Cryst. (2012). D68, 893–900

[4]High throughput nanostructure-initiator mass spectrometry screening of microbial growth conditions for maximal β-glucosidase production. Frontiers in Microbiology. December 2013 | Volume 4 | Article 365 | 1


更多信息请联系:  



LBD腾泉
上海市张江高科技园区达尔文路88号21号楼4楼
电话:086-21-51088608
传真:086-21-51821822
邮箱:marketing@lbd-life.com
LBD腾泉北京办事处
北京市昌平区中关村生命科学园科学园路30号138室

打印此页】 【 关闭页面

CopyRight 2012 腾泉生命科学(中国)有限公司 技术支持:墨楠信息
地址:上海市张江高科技园区达尔文路88号21号楼4楼
电话:086-21-51088608 传真:086-21-51821822 沪ICP备11045664号-3