菌落挑選機(jī)器人在加速合成生物學(xué)研究和基因工程的應(yīng)用

瀏覽次數(shù)：1294　發(fā)布日期：2024-1-10　來(lái)源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

合成生物學(xué)，也被稱(chēng)為syn-bio，已經(jīng)成為一個(gè)突破性的領(lǐng)域，它結(jié)合了生物學(xué)、工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)，創(chuàng)造和改進(jìn)各種應(yīng)用領(lǐng)域的生物體。以提高生產(chǎn)力的方式設(shè)計(jì)微生物的能力為加快生物生產(chǎn)鋪平了道路，從而推動(dòng)了生物燃料、制藥和特種化學(xué)品的發(fā)展。然而，從瓊脂平板上的一組不同菌落中選擇和分離所需菌落傳統(tǒng)上是一項(xiàng)耗時(shí)且耗時(shí)耗力的任務(wù)。自動(dòng)化機(jī)器人的出現(xiàn)使該領(lǐng)域發(fā)生了革命性的變化，使科學(xué)家能夠簡(jiǎn)化流程并提高處理通量。本文幫助您了解更多關(guān)于菌落挑選機(jī)器人在合成生物學(xué)研究和基因工程中的原理、程序和優(yōu)勢(shì)。

什么是菌落挑選？

菌落挑選是微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)關(guān)鍵步驟，包括從培養(yǎng)板中選擇一個(gè)獨(dú)特的菌落（從單個(gè)細(xì)胞中生長(zhǎng)），以復(fù)制它以備將來(lái)使用。它在識(shí)別和表征微生物，特別是細(xì)菌方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)上，這一過(guò)程依賴于手動(dòng)技術(shù)，例如使用無(wú)菌移液管尖端、牙簽或接種環(huán)來(lái)挑選單個(gè)菌落。然而，人工菌落挑選容易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤，耗時(shí)長(zhǎng)，并且對(duì)許多樣本來(lái)說(shuō)越來(lái)越具有挑戰(zhàn)性。自動(dòng)化機(jī)器人提供了一種解決方案來(lái)克服這些挑戰(zhàn)并簡(jiǎn)化流程。

菌落采集挑選程序

菌落挑選方案包括幾個(gè)步驟，以確保分離出純菌落進(jìn)行進(jìn)一步分析：

在瓊脂平板上培養(yǎng)所需的微生物。
菌落生長(zhǎng)后，使用接種環(huán)、針頭或牙簽等專(zhuān)用儀器挑選選定的分離菌落。
將這些選定的菌落接種到新的瓊脂平板、液體肉湯或生物化學(xué)培養(yǎng)基中以獲得純培養(yǎng)物。
最后，將新接種的平板在生長(zhǎng)條件下孵育，菌落可以根據(jù)研究要求進(jìn)行儲(chǔ)存或進(jìn)一步測(cè)試。

自動(dòng)菌落采集機(jī)器人的原理

自動(dòng)菌落采集機(jī)器人基于先進(jìn)的成像分析軟件和從瓊脂板中挑選選定菌落的機(jī)器人進(jìn)行操作。該軟件包括圖像識(shí)別功能，機(jī)器人捕捉源瓊脂平板的相機(jī)圖像，軟件將圖像解釋為機(jī)器人用來(lái)拾取選定菌落的拾取坐標(biāo)。根據(jù)應(yīng)用情況，將挑選的菌落轉(zhuǎn)移到生長(zhǎng)培養(yǎng)基平板或培養(yǎng)皿上。菌落挑選任務(wù)中的這種自動(dòng)化原理可以提高精度、減少人為錯(cuò)誤并提高處理通量。

使用自動(dòng)菌落采集機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)的人工菌落采集方法相比，自動(dòng)菌落采集機(jī)器人具有許多優(yōu)點(diǎn)。雖然菌落采集需要對(duì)菌落特征有精確的了解，但自動(dòng)菌落采集提供了最佳的精度，并減少了人為失誤的機(jī)會(huì)。自動(dòng)化過(guò)程還減少了菌落采集任務(wù)的勞動(dòng)密集型（特別是在從采集位置到接種位置跟蹤菌落的過(guò)程中），使實(shí)驗(yàn)室人員能夠?qū)Ｗ⒂谄渌匾ぷ�。此外，由于一個(gè)人可以同時(shí)操作機(jī)器和執(zhí)行其他任務(wù)，自動(dòng)菌落采集機(jī)器人可以顯著減少所需的實(shí)驗(yàn)室工作人員的數(shù)量。軟件控制的自動(dòng)化提供了一致和客觀的菌落挑選，確保了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。

菌落采集機(jī)器人的應(yīng)用

菌落采集機(jī)器人的應(yīng)用范圍不限于合成生物學(xué)研究和基因工程。這些自動(dòng)化系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域都很實(shí)用，包括：

臨床微生物學(xué)
藥物研究
生物技術(shù)

在臨床微生物學(xué)中，菌落采集機(jī)器人有助于識(shí)別和分離致病菌，從而實(shí)現(xiàn)更快、更準(zhǔn)確的診斷。在藥物研究中，自動(dòng)菌落篩選可以高通量篩選微生物文庫(kù)，加速新療法的發(fā)現(xiàn)。生物技術(shù)公司利用菌落采集機(jī)器人來(lái)分離和表征轉(zhuǎn)基因生物，促進(jìn)生物燃料、酶和其他生物產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。這些機(jī)器人的多功能性使其成為跨多個(gè)科學(xué)學(xué)科的寶貴工具。

Syn-bio的未來(lái)發(fā)展方向

隨著合成生物學(xué)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，菌落采集機(jī)器人可能會(huì)在研發(fā)中發(fā)揮更重要的作用。未來(lái)的創(chuàng)新可能會(huì)解決菌落挑選方面的挑戰(zhàn)，并可能包括圖像識(shí)別軟件的改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)更精確的菌落選擇和表征。與其他實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化系統(tǒng)（如液體處理機(jī)器人和高通量篩選平臺(tái)）集成，可以進(jìn)一步提高syn-bio工作流程的效率和速度。然而，挑戰(zhàn)依然存在，包括自動(dòng)化菌落采集機(jī)器人的高昂成本以及操作和維護(hù)這些系統(tǒng)需要專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)。

自動(dòng)化菌落采集機(jī)器人已經(jīng)徹底改變了合成生物研究和基因工程領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的人工菌落采集方法相比，這些先進(jìn)的系統(tǒng)具有許多優(yōu)勢(shì)，包括提高精度、減少人為誤差和提高處理通量。通過(guò)簡(jiǎn)化菌落挑選過(guò)程，科學(xué)家可以加快生物生產(chǎn)，促進(jìn)新療法的發(fā)現(xiàn)，并推進(jìn)合成生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)展。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，菌落采集機(jī)器人將在塑造科學(xué)研究和創(chuàng)新的未來(lái)方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。接受這些技術(shù)進(jìn)步對(duì)于尋求保持在合成生物學(xué)和基因工程前沿的實(shí)驗(yàn)室和研究人員來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

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