新药研发过程中，药物筛选需对大量化合物进行活性评估，毒理学实验需明确药物对细胞、组织的剂量-效应关系，二者均依赖精准的药物浓度梯度制备。浓度梯度的准确性直接影响半数有效浓度（EC₅₀）、半数致死浓度（LC₅₀）等关键参数的测算，进而决定候选药物的筛选效率与安全性评价可信度。传统实验中，浓度梯度稀释多采用手动移液器逐步稀释结合人工分配方式，操作流程繁琐，易因视觉疲劳、手部震颤导致体积误差，且单次处理样本量有限，难以满足高通量筛选需求。同时，手动操作的开放性环境易引发样本交叉污染，尤其是在毒理学实验中，毒性试剂的暴露还会对实验人员安全构成潜在威胁。
随着自动化技术在生命科学领域的渗透，自动分液系统凭借精准性、高效性及安全性优势，逐步替代传统手动操作。博清生物科技（南京）有限公司作为科研仪器领域的专业制造商，其自主研发的自动分液系统集成高精度流体控制、非接触式分液及智能校准技术，可适配药物筛选与毒理学实验的多样化需求。
一、材料与方法
（一）实验设备与试剂
1、实验设备：博清生物自动分液系统；多功能微孔板检测仪；CO₂培养箱；电子天平。
2、实验试剂：喜树碱（纯度≥98%）、冬凌草甲素（纯度≥98%）；DMEM高糖培养基；胎牛血清；胰蛋白酶（0.25%）；发光法细胞活力检测试剂盒；DMSO；去离子水。
3、细胞系：人肺腺癌细胞（A549）、人乳腺癌细胞（MCF7），常规培养于含10%、1%双抗的DMEM培养基中，置于37℃、5% CO₂培养箱中恒温培养。
（二）实验方法
1、浓度梯度稀释方案设计
选取喜树碱、冬凌草甲素两种典型细胞毒性化合物，采用博清生物自动分液系统构建11个浓度梯度（0.01 μM-50 μM），稀释方式为倍比稀释。设置手动移液器稀释为对照组，每组实验重复3次。通过电子天平重量法验证稀释精度，计算各浓度梯度的实际体积与理论体积偏差，统计变异系数（CV值）。
2、分液精度与通量检测
选取96孔板与384孔板为载体，设置分液体积梯度（10μL、50μL、100μL、200μL），采用博清生物自动分液系统进行全板分配，记录单块板分配时间。通过微孔板检测仪检测荧光素钠溶液（0.1mg/mL）的荧光强度，计算各孔荧光值的CV值，评估分液均匀性。同时对比手动操作与自动分液系统的通量差异，计算效率提升比例。
3、毒理学实验适配性验证
将对数生长期的A549、MCF7细胞以5×10³个/孔的密度接种于96孔板，培养24h后，通过博清生物自动分液系统向各孔加入不同浓度梯度的喜树碱、冬凌草甲素溶液，对照组加入等体积DMSO（终浓度≤0.1%）。继续培养48h后，采用试剂盒检测细胞活力，绘制剂量-效应曲线，计算EC₅₀值。同时设置手动加样组作为对照，对比两组EC₅₀值的一致性及数据重复性。
选取原代肝细胞作为脆弱样本模型，通过博清生物自动分液系统进行培养基更换与药物添加，统计细胞存活率，并与传统移液器加样组对比，评估系统的低冲击力分液性能。
4、交叉污染与数据追溯性评估
采用荧光标记法评估交叉污染风险：将荧光素钠溶液与去离子水分别作为测试液与空白液，交替分配至96孔板，检测空白孔的荧光强度，判断是否存在交叉污染。通过博清生物自动分液系统配套的软件，记录实验过程中的分液参数、时间节点及操作人员信息，验证数据的可追溯性。
二、结果与分析
（一）浓度梯度稀释精度分析
重量法验证结果显示，博清生物自动分液系统在200nL-4mL量程范围内制备的浓度梯度，实际体积与理论体积偏差均控制在±1.5%以内，显著低于手动稀释组的±5.2%偏差（P<0.01）。两种化合物各浓度梯度的CV值均低于5%，其中低浓度区间（0.01μM-0.1μM）CV值为2.3%-4.1%，而手动稀释组低浓度区间CV值高达8.7%-12.3%。这一结果表明，博清生物自动分液系统通过智能校准与闭环反馈控制，有效消除了梯度稀释过程中的累积误差，尤其在低浓度药物制备中表现出更优的精准性，为微量药物活性检测提供了可靠保障。
（二）分液效率与均匀性表现
通量检测结果显示，博清生物自动分液系统处理单块96孔板的浓度梯度分配时间仅为3-5分钟，而手动操作需40-45分钟，效率提升89%-91%；处理384孔板时，自动分液系统单块板分配时间为8-10分钟，手动操作无法在1小时内完成全板精准分配。均匀性检测中，不同分液体积下各孔荧光值的CV值均低于3.5%，其中100μL体积分液的CV值最低，为1.8%，表明系统可实现全板均匀分配，避免因局部浓度差异导致的实验偏差。
（三）毒理学实验适配性结果
细胞毒性实验中，博清生物自动分液系统组与手动加样组测得的两种化合物EC₅₀值无统计学差异（P>0.05），但自动分液组的数据重复性显著更优，EC₅₀值的CV值为3.2%-4.5%，低于手动组的7.8%-9.6%。剂量-效应曲线显示，自动分液组曲线拟合度（R²）均高于0.98，而手动组拟合度为0.92-0.95，表明自动分液系统可更精准地反映药物浓度与细胞活力的量效关系。
原代肝细胞存活率实验中，博清生物自动分液系统组细胞存活率为82.3%±3.5%，显著高于手动移液器组的59.7%±4.2%（P<0.01）。这一结果得益于系统的低冲击力柔和分液设计，可减少液体冲击对脆弱细胞的机械损伤，维持细胞活性，为体外毒理学实验提供更接近生理状态的细胞模型。
三、讨论
（一）自动分液系统对实验质量的优化机制
药物筛选与毒理学实验的核心需求是数据的可靠性与重复性，而浓度梯度制备的精准性是实现这一需求的前提。博清生物科技（南京）有限公司研发的自动分液系统通过三大技术优势实现实验质量的提升：其一，闭环反馈控制与智能校准技术，实时修正液体黏度、温度变化导致的体积偏差，消除梯度稀释中的累积误差，尤其在低浓度区间表现出显著优势，解决了手动稀释中低浓度药物精度不足的瓶颈；其二，非接触式分液与低冲击力设计，既避免了样本交叉污染，又减少了对活细胞的机械损伤，维持细胞生理状态的稳定性，为毒理学实验提供更准确的检测基础；其三，标准化操作流程与数据自动记录功能，消除了人为操作的主观性与随机性，实现实验过程的全程可追溯，降低了OOS（超差）事件的发生风险。
（二）与同类设备的性能对比及优势
相较于同类自动分液设备，博清生物自动分液系统在性价比与场景适配性上表现出独特优势：宽量程覆盖能力无需分设备操作即可完成标准曲线配制与样本稀释全流程，减少了设备投入成本；可拆卸式分液头与一键自清洁程序，降低了设备维护难度与维护成本，年均维护时间较同类设备减少60%以上；开放协议接口可与多功能微孔板检测仪、CO₂培养箱等设备无缝对接，构建“分液-培养-检测”一体化自动化流程，进一步提升实验效率。
在成本控制方面，系统的超低死体积设计可减少昂贵药物试剂的浪费，结合无吸头分液技术，可使耗材成本降低80%以上，长期使用可显著降低科研投入。
（三）应用局限与发展方向
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常规药物浓度梯度制备中表现优异，但在高黏度试剂（如基质胶）分液、极微量体积（<200nL）精准分配等场景中仍有优化空间。未来可通过优化流体控制算法、升级分液头设计，进一步拓展量程下限与黏度适配范围。同时，可加强AI算法与系统的融合，实现浓度梯度方案的智能优化与实验数据的自动分析，推动药物研发实验向全流程智能化升级。
博清生物科技（南京）有限公司研发的自动分液系统凭借高精度、高效率、高安全性及良好的场景适配性，可有效满足药物筛选与毒理学实验中浓度梯度自动稀释与分配的核心需求。该系统可显著提升浓度梯度制备的精准性与重复性，降低交叉污染风险，大幅提升实验通量，同时减少试剂浪费与维护成本，为科研人员节省大量时间与精力。实验结果验证了该系统在宽量程稀释、脆弱细胞处理、高通量操作等方面的优势，其标准化流程与数据追溯能力可有效提升实验数据质量与合规性。综上，博清生物自动分液系统是药物研发与毒理学研究领域的理想工具，对加速新药研发进程、提升科研水平具有重要推广价值。
