日检测10W+新冠样本!背后的神奇仪器——自动化移液工作站

来源: 火石创造  Mon Oct 05 09:56:26 CST 2020 A- A+

文:魏洪泽

导言

2020年2月5日下午,由武汉华大基因企业建设、中交二航局负责施工的“火眼实验室”交付使用,实验室建成后每天可检测10000个样本。

2020年6月25日凌晨,共计16舱的气膜版“火眼实验室”在北京大兴建设完成。6月28日,实验室已完成全部升级改造工程,日检测通量已达到10万人份,成为当前全球日检测通量最大的气膜“火眼”实验室。

2020年8月26日,位于香港中山纪念公园体育馆的大规模核酸检测“火眼实验室”(临时气膜实验室)已经准备就绪。目前,该“火眼实验室”每天可检测10万单管。若采用“三混一”或“五混一”的混检方式,检测能力可提升至每天30万至50万。

日检测1万、10万、50万,这背后,有一个神奇的仪器——自动化移液工作站。

移液工作站市场情况

全自动移液工作站是一种自动化液体处理平台系统,可取代传统的移液工具,自动完成梯度稀释、移液以及合并液体等高精度的液体处理任务,并可与检测仪器联用,实现对目标物的高效精确的检测。

2018年全球液体处理工作站市场总值达到了43亿元,预计2025年可以增长到57亿元,年复合增长率(CAGR)为4%,主要集中在北美、欧洲、中国、日本等国家和地区。

目前,北美和欧洲是最大的生产地区,分别占全球市场的45.17%和43.85%。从消费端来看,中国液体处理工作站行业占全球销量的21.50%,中国巨大的市场需求和增长潜力,吸引了几乎所有的国际巨头在中国开展相关业务;同时奥美泰克、耶拿等国内企业也在过去几年取得了飞速的发展,国内市场份额不断上升。

移液工作站的发展历程

移液工作站的发展离不开它的前身——手持式移液器,两类实验室核心产品也是随着技术的发展不断更新迭代。

表1移液器发展历程

表2移液工作站发展历程

移液工作站核心组成模块

图1 自动化移液工作站组成模块

自动化移液工作站主要由监测模块、工作台、移液模块、安全门、App和适应于实验过程的特定模块等部分组成。其中移液模块是全自动移液工作站的核心。机械臂上配备有多个通道的移液头,每个通道上安装一次性或可重复使用的吸头,实现样品在工作台上的不同容器、配件或仪器之间的转移,完成加样、稀释以及合并等液体处理任务。

表3目前市面上移液方式的主要分类

国内外品牌移液工作站核心参数对比

国外企业主要包括帝肯、艾本德、哈美顿、贝克曼、耶拿、伯腾、凯杰、美杏高德、安捷伦、赛默飞、珀金埃尔默、欧罗拉等。

国内企业主要包括华大、奥美泰克、博奥生物、桑翌、德淙、同信天博、复日科技、永创医疗等。从技术水平角度看,我国移液工作站技术相比国外仍有一定差距,但是其国产可替代化的能力正在逐步加强。

表4 国内外品牌移液工作站核心参数对比

移液工作站的发展趋势

1.自动化移液工作站将成为生命科学实验室重要设备

随着“精准医疗”、“体外诊断”等概念的崛起,生命科学行业蓬勃发展,生命科学相关仪器设备市场也迎来了前所未有的繁荣。与此同时,各大实验室、检测中心对相关仪器设备的效率要求也越来越高,尤其是前处理设备。许多大型、高通量的实验室,如血液筛查实验室、临床诊断实验室、疾病控制实验室、出入境检验检疫实验室和二代测序中心等纷纷用高效率、自动化和智能化的前处理设备替代了原有的手工设备,迎来了实验室自动化的时代。而移液工作站也将成为各大生命科学实验室提高实验效率的重要设备。

2.可溯源、高精准、高效率,促使移液工作站在多领域广泛应用

移液工作站全自动化操作过程不仅可以使实验人员摆脱复杂的实验操作,有效减少人为误差,提高实验的可重复性,降低成本,还可进行过程控制与追溯,可广泛应用于生物工程、DNA质粒纯化、药物筛选、ELISA反应、PCR前处理、DNA测序处理、临床检验样品处理及血站系统高通量样品分析。尤其是在本次新冠疫情的检测上,移液工作站更是发挥了重要作用,实现了大规模检测,同时减少实验人员与样品的接触,降低感染风险。

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