Molecular Devices自動(dòng)化解決方案提升細(xì)胞系開發(fā)效率：CloneSelect Imager應(yīng)用實(shí)例

• 根據(jù)需求提升檢測(cè)通量。

• 實(shí)現(xiàn)無看守運(yùn)行、夜間運(yùn)行或全流程自動(dòng)化，顯著減少人工操作，提高效率。

• 更加一致的孔板處理，更加可靠的結(jié)果。

• 更好的環(huán)境控制維持良好的細(xì)胞狀態(tài)。

導(dǎo)言：

獲得一株穩(wěn)定高產(chǎn)的細(xì)胞系往往需要篩選成千上萬個(gè)細(xì)胞克隆。除了找到這些稀有的優(yōu)質(zhì)細(xì)胞系，研究人員還需要證明它們?cè)醋詥蝹�(gè)細(xì)胞(即單克隆性)以滿足FDA的要求。因此，研究人員需要耗費(fèi)大量時(shí)間和精力用于篩選單細(xì)胞克隆。為了減輕這類負(fù)擔(dān)，Molecular Devices開發(fā)了CloneSelect Imager細(xì)胞成像分析系統(tǒng)，可以自動(dòng)采集單個(gè)細(xì)胞的圖像并監(jiān)測(cè)其生長(zhǎng)過程。這里我們展示了三個(gè)將CloneSelectImager與自動(dòng)化流程整合以提高檢測(cè)通量的實(shí)例。

實(shí)例一是一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)化解決方案，滿足每天檢測(cè)上千個(gè)克隆的通量需求。實(shí)例二允許更長(zhǎng)時(shí)間(一般為2-3周)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。實(shí)例三整合了克隆生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)與產(chǎn)物分析。

實(shí)驗(yàn)一：自動(dòng)加載孔板至細(xì)胞克隆成像儀

儀器構(gòu)成：CloneSelect Imager、機(jī)械臂和堆板架

雖然有多種方法可用于證明單克隆性，但是提供單細(xì)胞圖片的方法相對(duì)簡(jiǎn)單、明確，是一種重要的方法。但是，采集數(shù)千個(gè)克隆的單細(xì)胞圖片是一個(gè)極其耗費(fèi)精力的過程，尤其是只借助顯微鏡觀察的情形下。CloneSelect Imager可用于快速成像整個(gè)孔板，判斷每個(gè)孔內(nèi)是否只有一個(gè)細(xì)胞，并監(jiān)測(cè)其后續(xù)的生長(zhǎng)。CloneSelect Imager獨(dú)立使用時(shí)一次只能成像一塊孔板，這就需要手工放入孔板。但是，通過將CloneSelect Imager與第三方的機(jī)械臂整合，可以在室溫下一次運(yùn)行處理48塊孔板（圖1），從而顯著提高無看守運(yùn)行時(shí)間至超過2小時(shí)。

實(shí)例二：自動(dòng)從細(xì)胞培養(yǎng)箱取板成像并放回

儀器構(gòu)成：CloneSelect Imager、機(jī)械臂和培養(yǎng)箱

雖然案例一增加了每天的無看守運(yùn)行時(shí)間，但是每天需要將孔板放入堆板架并在最后取回。此外，將孔板長(zhǎng)時(shí)間放置于室溫，可能影響細(xì)胞活力。在這個(gè)案例中，我們通過機(jī)械臂將CloneSelect Imager與細(xì)胞培養(yǎng)箱連接(圖2)，從而減少對(duì)細(xì)胞活力的影響。這不僅減少了溫度波動(dòng)，而且實(shí)現(xiàn)了更長(zhǎng)時(shí)間(2-3周)的無看守運(yùn)行，用戶不需要操作孔板，從而降低污染風(fēng)險(xiǎn)和差異。在這個(gè)實(shí)例中，我們整合了42孔板的培養(yǎng)箱，此外我們也可以提供更高容量的培養(yǎng)箱，可以放置大約200塊孔板。

實(shí)例三：自動(dòng)從培養(yǎng)箱取板成像，并吸取上清進(jìn)行下游分析

儀器構(gòu)成：CloneSelect Imager、機(jī)械臂、培養(yǎng)箱和液體工作站

監(jiān)測(cè)單細(xì)胞形成克隆之后便是檢測(cè)產(chǎn)量。有多種檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)這一目的， 包括ELISA法檢測(cè)抗體，如Molecular Devices的SpectraMax® i3x，或者使用免標(biāo)記的方法，如ForteBio的Octet®系統(tǒng)。一般待克隆生長(zhǎng)至一定大小后再吸取上清用于分析，但是考慮到克隆的生長(zhǎng)速率不一致，人工逐一判斷并操作是一個(gè)耗時(shí)的過程。在這個(gè)自動(dòng)化解決方案中，單細(xì)胞接種至多孔板后放入培養(yǎng)箱，并在隨后的2周內(nèi)由CloneSelect Imager監(jiān)測(cè)細(xì)胞生長(zhǎng)(圖3)。在這期間，細(xì)胞匯合度超過80%的孔將被選出用于下游分析，從而解決了克隆生長(zhǎng)速率不一致所產(chǎn)生的問題。Beckman Coulter的液體工作站可以將被選中孔的上清吸出并轉(zhuǎn)移到新的孔板用于下游分析。

小結(jié)：

縮短細(xì)胞系開發(fā)周期的需求與日俱增，如上所述的三個(gè)自動(dòng)化解決方案可以實(shí)現(xiàn)無看守運(yùn)行，提高檢測(cè)通量，并提供細(xì)胞系開發(fā)所需的證明材料(表1)。除了提高檢測(cè)通量外，這些自動(dòng)化方案使用戶從重復(fù)勞動(dòng)中解脫，并提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)。