生命科学研究的快速发展推动了实验技术向高通量、自动化方向转型。PCR技术作为扩增特定DNA片段的关键手段，被广泛应用于基因克隆、基因表达分析、病原体检测、基因突变筛查等多个研究领域。在大规模科研项目中，往往需要同时处理数百甚至数千个样本的PCR反应体系配制，每个反应体系包含引物、模板DNA、Taq酶、dNTPs、缓冲液等多种组分，且各组分的体积精度要求极高，微小的分液误差都可能导致实验结果偏差、假阳性或假阴性。
传统PCR反应体系配制主要依赖手动移液枪，该方式不仅耗时费力，且受操作人员技能水平、疲劳程度等主观因素影响较大，难以保证分液精度和重复性。此外，手动操作过程中样本暴露面积大，易产生气溶胶污染，导致样本间交叉污染，进一步影响实验结果的可靠性。半自动化分液设备虽在一定程度上提升了效率，但仍存在适配性差、操作复杂、维护成本高等问题，无法完全满足高通量研究的需求。
博清生物科技（南京）有限公司研发的自动分液系统是一款专为生命科学实验室设计的高通量液体处理设备，具备精准分液、高效操作、低污染风险等特点。
一、材料与方法
（一）实验材料
博清生物自动分液系统；手动移液枪；96孔PCR板、384孔PCR板；荧光定量PCR试剂盒；去离子水；BSA标准品；酶标仪。
（二）实验方法
1、分液精度与重复性验证
以去离子水和BSA溶液（模拟PCR反应体系中的蛋白组分）为分液对象，分别采用博清生物自动分液系统和手动移液枪进行分液操作。设置分液体积为0.5μL、1μL、5μL、10μL四个梯度，每个体积梯度设置3个平行组，每组重复分液96次（适配96孔板）。使用酶标仪检测各孔液体的吸光度值（BSA溶液采用562nm波长检测，去离子水作为空白对照），计算每组的平均吸光度值、标准差（SD）和变异系数（CV），评估两种操作方式的分液精度与重复性。
2、高通量操作效率对比
以96孔板和384孔板的PCR反应体系配制为研究对象，PCR反应体系总体积为20μL，包含2μL模板DNA、10μL 2×PCR Mix、0.8μL上游引物、0.8μL下游引物、6.4μL去离子水。分别采用博清生物自动分液系统和手动移液枪进行体系配制，记录两种操作方式完成单块96孔板和384孔板配制所需的时间，每个实验重复3次，计算平均操作时间，对比两者的操作效率。
3、交叉污染风险评估
采用荧光定量PCR方法评估交叉污染风险。设置阳性样本（含特定基因片段的质粒DNA，浓度：106copies/μL）和阴性样本（去离子水）交替排列在96孔PCR板中，分别通过博清生物自动分液系统和手动移液枪进行PCR反应体系配制，随后进行荧光定量PCR扩增（反应条件：95℃预变性30s；95℃变性5s，60℃退火延伸30s，共40个循环）。检测阴性样本孔的Ct值，若Ct值大于35或无扩增曲线，则判定为无交叉污染；若Ct值小于35且出现明显扩增曲线，则判定为存在交叉污染。
二、结果与分析
（一）分液精度与重复性结果
对于去离子水和BSA溶液，博清生物自动分液系统在各分液体积梯度下的CV值均显著低于手动移液枪（P<0.05）。其中，博清生物自动分液系统处理去离子水时，0.5μL体积梯度的批内CV为1.8%，10μL体积梯度的批内CV仅为0.8%；处理BSA溶液时，各体积梯度的批内CV均≤2%，批间CV≤3%。而手动移液枪在0.5μL体积梯度下的批内CV高达8.5%，即使在10μL体积梯度下，批内CV仍达到3.2%。这表明博清生物自动分液系统在不同类型液体的分液操作中均具备更高的精度和稳定性，尤其在微量分液场景下优势更为明显。
（二）高通量操作效率对比结果
博清生物自动分液系统在PCR反应体系高通量配制中具备显著的效率优势。对于96孔板的配制，博清生物自动分液系统平均操作时间仅为4.2min，而手动移液枪平均操作时间为35.6min，系统操作效率较手动提升8.5倍；对于384孔板的配制，博清生物自动分液系统平均操作时间为8.5min，手动移液枪平均操作时间长达127.8min，系统操作效率较手动提升15倍。此外，博清生物自动分液系统可实现多块板的连续操作，无需操作人员全程值守，进一步降低了人力成本，而手动操作过程中操作人员需持续专注，易产生疲劳。
（三）交叉污染风险评估结果
交叉污染风险评估结果显示，采用博清生物自动分液系统配制的PCR反应体系中，所有阴性样本孔均未出现明显扩增曲线，Ct值均大于35，表明无交叉污染发生；而采用手动移液枪配制的体系中，有6个阴性样本孔出现了明显的扩增曲线，Ct值在30-34之间，判定为存在交叉污染。这一结果表明，博清生物自动分液系统的封闭式液体处理设计能够有效减少气溶胶产生和样本暴露，显著降低交叉污染风险，为实验结果的可靠性提供了有力保障。
三、讨论
PCR反应体系的精准、高效配制是高通量生命科学研究的关键环节。本研究通过一系列实验验证了博清生物科技（南京）有限公司研发的自动分液系统在该领域的应用优势，主要体现在以下几个方面：首先，在分液精度与重复性方面，该系统采用先进的压电陶瓷分液技术，能够实现微量体积的精准控制，即使在0.5μL的极小分液体积下，仍能保持较低的CV值，显著优于传统手动操作。这对于PCR反应体系中引物、酶等关键组分的精准添加至关重要，可有效避免因组分浓度偏差导致的实验结果波动。其次，在操作效率方面，该系统支持96孔板、384孔板等多种高通量载体，能够实现多组分的同步分液，操作效率较手动提升8-15倍，尤其适用于大规模样本处理场景，如全基因组关联分析、病原体大规模筛查等研究。此外，该系统的封闭式设计和自动化操作减少了人为干预，不仅降低了交叉污染风险，还提高了实验操作的标准化程度，有利于不同实验室间实验结果的可比性。
与现有半自动化分液设备相比，博清生物自动分液系统还具备操作简便、适配性强等特点。其配备的可视化操作软件可实现实验流程的快速编辑与保存，操作人员经过简单培训即可上手；同时，该系统支持多种规格的试剂管和反应板，可根据实验需求灵活调整分液参数，满足不同PCR反应体系的配制要求。在维护成本方面，该系统采用免维护的分液模块，无需频繁更换吸头，有效降低了实验耗材成本。
本研究也存在一定的局限性，例如仅验证了该系统在常规PCR反应体系配制中的性能，未对特殊样本（如含抑制剂的样本、高黏度样本）的处理效果进行评估。未来可进一步开展相关研究，探讨该系统在更复杂实验场景中的应用潜力。此外，可结合实验室信息管理系统（LIMS），实现PCR反应体系配制的全程溯源，进一步提升实验的规范化水平。
本研究表明，博清生物科技（南京）有限公司研发的自动分液系统在PCR反应体系高通量配制中具备精准度高、重复性好、操作效率高、交叉污染风险低等显著优势。该系统能够有效克服传统手动操作的不足，显著提升PCR实验的标准化水平和研究效率，为高通量生命科学研究提供了可靠的技术支撑。随着生命科学研究向规模化、精准化方向发展，博清生物自动分液系统有望在基因编辑、单细胞测序、药物研发等多个领域得到广泛应用，推动生命科学研究的快速进展。
