单道移液器在单细胞分离与核酸分析中的应用研究

Nov,28,2025 << Return list

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移液器作为实验室核心移液工具,其性能参数(如精度、重复性、量程适配性)与操作体验(如活塞阻力、吸液稳定性)对实验结果至关重要。传统移液器在微量移液(≤10μL)时易出现液体残留、移液偏差较大等问题,尤其在单细胞分离等对操作精准度要求极高的场景中,常导致目标细胞丢失或非目标细胞污染。博清生物科技(南京)有限公司研发的单道移液器针对微量操作场景优化设计,采用高精度活塞与防腐蚀密封结构,搭载自适应量程校准技术,具备更优的移液精度和重复性。

一、材料与方法

(一)实验仪器与试剂

1、核心仪器:博清生物单道移液器;流式细胞分选仪;微量核酸提取试剂盒;实时荧光定量PCR仪;生物分析仪。

2、实验试剂:DMEM培养基;胎牛血清;PBS缓冲液;RNA酶抑制剂;逆转录试剂盒;qPCR混合液;β-actin引物。

3、细胞样本:人乳腺癌MCF-7细胞系。

(二)移液器性能基础验证

1、移液精度与重复性检测

参照相应标准,选取3个关键量程(1μL、10μL、100μL),采用去离子水为样品,在25℃、湿度50%环境下,每个量程重复移液10次,通过电子天平称重计算实际移液体积,统计均值、标准差(SD)及变异系数(CV),验证精度(实际体积与设定体积偏差)和重复性(CV值)。同时以某品牌移液器作为对照。

2、液体残留检测

选取10μL量程,移取0.1%亚甲基蓝溶液,将液体完全排出后,用50μL无水乙醇冲洗吸头内部,通过紫外分光光度计检测冲洗液中染料吸光度,计算残留率。

(三)单细胞分离实验

1、细胞预处理

MCF-7细胞常规培养至对数生长期,胰酶消化后用含10% FBS的DMEM培养基重悬,调整细胞浓度至1×10cells/mL,经40μm细胞筛过滤去除聚集体。

2、单细胞分选与捕获

采用流式细胞分选仪标记CD44目标细胞,通过博清生物单道移液器(10μL量程)将分选后的单细胞逐一转移至96孔板(每孔含10μL含RNA酶抑制剂的裂解液)。操作过程中控制吸液速度为2档、排液速度为1档,避免液体飞溅。同时使用对照移液器进行平行实验,每组设置3个复孔,每孔计数目标细胞捕获数量,计算捕获成功率。

(四)微量RNA提取与质量检测

采用微量核酸提取试剂盒对捕获的单细胞进行RNA提取,全程使用博清生物单道移液器(1-10μL量程)进行试剂添加、液体转移等操作。提取完成后,通过生物分析仪检测RNA完整性数(RIN),并采用紫外分光光度计检测A260/A280比值(1.8-2.0为合格)。

(五)qPCR验证实验

1、cDNA合成

取1μL单细胞RNA进行逆转录反应,体系总体积10μL,使用博清生物单道移液器精准添加引物、酶、缓冲液等试剂,反应条件:25℃ 10min,50℃ 30min,85℃ 5min。

2、qPCR扩增

以β-actin为内参基因,设计特异性引物。qPCR反应体系20μL,其中cDNA模板2μL,使用博清生物单道移液器精准分配反应液至384孔板,每个样品设置3个技术重复。扩增条件:95℃ 10min,随后95℃ 15s、60℃ 1min,40个循环。记录Ct值,计算变异系数。

二、结果

(一)移液器基础性能验证结果

博清生物单道移液器在不同量程下的移液精度与重复性均表现优异,且显著优于对照移液器(P<0.05)。1μL量程下,博清移液器实际移液体积均值为0.98±0.01μL,CV值为0.82%,而对照移液器实际体积为0.92±0.03μL,CV值为3.26%;10μL和100μL量程下,博清生物移液器CV值分别为0.57%和0.31%,均低于对照移液器。液体残留检测显示,博清生物移液器残留率为0.32%±0.05%,显著低于对照移液器的1.21%±0.13%(P<0.01)。

(二)单细胞捕获成功率

博清生物单道移液器组的单细胞捕获成功率为92.3%±2.1%,显著高于对照移液器组的81.7%±3.5%(t=4.62,P<0.01)。镜检结果显示,博清生物移液器组96孔板中单个细胞孔占比达90.5%,无细胞孔占比6.3%,多细胞孔占比3.2%;而对照移液器组单个细胞孔占比78.1%,无细胞孔占比12.5%,多细胞孔占比9.4%。

(三)RNA提取质量

博清移液器组提取的单细胞RNA样本RIN均值为8.6±0.3,A260/A280比值为1.92±0.05,均满足scRNA-seq建库对RNA质量的要求(RIN≥7.0);对照移液器组RIN均值为7.8±0.5,A260/A280比值为1.85±0.08,两组RIN值差异具有统计学意义(t=3.87,P<0.05)。

(四)qPCR实验结果

博清生物移液器组β-actin基因Ct值为28.3±0.4,CV值为1.41%;对照移液器组Ct值为29.1±0.8,CV值为2.75%。两组Ct值CV值差异具有统计学意义(t=2.95,P<0.05),表明博清生物移液器组实验重复性更优。

三、讨论

单细胞研究的核心挑战之一是如何在微量操作中维持细胞完整性与核酸稳定性,而移液器的性能直接决定了实验流程的可控性。本研究针对博清生物单道移液器的核心性能及在单细胞研究中的应用场景进行系统验证,结果表明该仪器在多个关键指标上表现突出。

在基础性能方面,博清生物单道移液器通过优化活塞结构与密封技术,实现了全量程范围内的高精准度与强重复性,1μL微量移液时CV值仅0.82%,显著优于传统移液器,这一优势在单细胞分离等需要精准转移微量液体的场景中尤为重要。液体残留率低(0.32%)的特点可减少试剂浪费与交叉污染,降低后续核酸检测的背景干扰,这与该仪器采用的防残留吸头适配设计密切相关。

在单细胞捕获实验中,博清生物移液器92.3%的捕获成功率显著高于对照仪器,这得益于其平稳的吸液/排液控制与精准的量程校准。单细胞分离过程中,吸液速度过快易导致细胞损伤,排液不完全则会造成细胞丢失,而博清生物移液器的多档速度调节功能与高密封性能有效解决了这一问题,减少了无细胞孔和多细胞孔的比例,为后续单细胞分析提供了高质量的样品基础。

RNA质量是单细胞测序成功的关键,本研究中博清生物移液器组提取的RNA RIN均值达8.6,表明其在微量试剂添加、液体转移过程中能有效保护RNA完整性,避免因操作不当导致的核酸降解。这一结果与该仪器的低液体残留特性相关,减少了RNA酶污染的风险,同时精准的移液操作确保了提取试剂比例的准确性,提升了核酸提取效率。

qPCR验证实验中,博清生物移液器组Ct值CV值仅1.41%,体现了其在高通量检测中的优异重复性。在单细胞qPCR等对反应体系均一性要求极高的实验中,移液偏差会导致Ct值离散度增大,影响基因表达定量的可靠性,而博清生物移液器的高重复性可有效降低实验误差,提升数据可信度。

综上,博清生物科技(南京)有限公司研发的单道移液器通过在精准度、重复性、防残留等方面的技术优化,能够完美适配单细胞研究中的微量操作需求,从单细胞分离、核酸提取到后续检测的全流程提供稳定支撑。与传统移液器相比,其在提升实验效率、保障数据质量方面具有显著优势,有望成为单细胞生物学、精准医学等领域的理想实验工具。

本研究系统验证了博清生物科技(南京)有限公司研发的单道移液器在单细胞研究中的应用性能,证实该仪器具有高移液精度、强重复性、低液体残留等核心优势,可有效提升单细胞捕获成功率、保障RNA完整性及qPCR检测重复性,满足单细胞分离、微量核酸分析等关键实验环节的技术要求。博清生物单道移液器凭借其优异的性能与良好的操作适配性,为单细胞研究提供了稳定可靠的工具支持,具有广阔的科研应用前景。