一种高通量自动化蛋白转染平台及其使用方法与流程

1.本发明涉及生物医药技术领域，具体涉及一种高通量自动化蛋白转染平台及其使用方法。


背景技术：

2.转染，是真核细胞在一定条件下主动或被动导入外源dna片段而获得新的表型的过程，常规转染技术可分为瞬时转染和稳定转染，瞬时转染中，外源dna/rna不整合到宿主染色体中，因此一个宿主细胞中可存在多个拷贝数，产生高水平的表达，但通常只持续几天，多用于启动子和其它调控元件的分析；稳定转染，也成为永久转染，外源dna既可以整合到宿主染色体中，也可能作为一种游离体存在，随着基因与蛋白功能研究的深入，转染目前已成为实验室工作中经常涉及的基本方法。
3.生物科学研发阶段，需要高通量的小体积蛋白瞬时表达来生产足够多的蛋白，以满足蛋白筛选的需求。目前，各单位及实验室中绝大部分都是实验人员手动进行蛋白表达的转染操作，蛋白转染整个过程涉及质粒过滤、转染试剂配置、转染试剂与质粒混合、转染试剂及质粒混合物加入细胞等多个步骤。对于部分实验室来说，蛋白转染的规格固定，但是由于样品数多，而且对时间周期要求高，即对成功率要求高，这就对实验人员的操作熟练度及专注度有极高的要求，当实验操作难以达到标准时，往往会对转染产生影响，导致通量下降或准确性降低。
4.因此，对于这种规格统一、通量高、准确度要求高的蛋白转染，自动化是一种极佳的解决方法，目前市面上有tecan、beckman、hamilton、thermo fisher等多家公司的自动化设备，本方案选用tecan freedom evo 200设备，完成了40ml体积蛋白自动化转染平台的搭建。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种高通量自动化蛋白转染平台及其使用方法，技术方案如下：
6.一种高通量自动化蛋白转染平台，包括工作台体和培养瓶专用底座，所述培养瓶专用底座固定安装在所述工作台体的台面的顶部，所述培养瓶专用底座用于将125ml培养瓶固定在所述台面上，所述工作台体的顶部设置有空气过滤系统，所述工作台体上还设置有滑轨，所述滑轨上滑动安装有液体处理机械臂，所述工作台体的台面上还依次间隔的设置有储液器、移液枪枪头盒、二十四孔深孔板、二十四孔冷冻盒、真空提取模块和试管架。
7.具体地，所述培养瓶专用底座设置有多个，每一个所述培养瓶专用底座均包括底座、底板、硅胶板和固定板，所述底座固定安装在工作台体的顶部，所述底板固定安装在底座的顶部，所述底板的顶部设置有多个圆形凹槽，所述硅胶板固定安装在底板的顶部，且所述硅胶板上开设有多个与所述圆形凹槽一一对应的第一通孔，所述固定板固定安装在硅胶板的顶部，且所述固定板上开设有多个与所述第一通孔一一对应的第二通孔。
8.具体地，所述空气过滤系统包括层流箱，所述层流箱内设置有风机、预过滤器和高效过滤器，所述层流箱用于保证整个运行环境的无菌条件。
9.具体地，所述培养瓶专用底座设置有三个，所述圆形凹槽设置有八个。
10.具体地，所述高通量自动化蛋白转染平台还包括40ml自动化蛋白转染表达程序，所述40ml自动化蛋白转染表达程序用于控制所述液体处理机械臂，使转染能够自动进行。
11.一种高通量自动化蛋白转染平台的使用方法，包括以下步骤：
12.1)使用thermo fisher的expi 293expression system进行蛋白瞬时表达，准备质粒样品24份，放置于试管内备用；
13.2)将细胞样品加入125ml培养瓶内，再将125ml培养瓶放置在所述培养瓶专用底座中；
14.3)启动40ml自动化蛋白转染表达程序，由40ml自动化蛋白转染表达程序控制液体处理机械臂，完成质粒过滤、转染试剂配制、转染试剂与质粒混合、转染试剂及质粒混合物加入细胞等多个步骤，并将混合后的样品移入步骤2)中的125ml的培养瓶中；
15.4)将所述步骤2)中的125ml培养瓶放入摇床，完成转染操作。
16.目前现有的蛋白表达过程，多采用人工操作的方式完成蛋白转染，对于高通量的转染过程，人工操作耗时费力，且为了保证高成功率，高通量转染过程对于操作人员的操作准确度及专注度也有极高的要求。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
18.1.通过培养瓶专用底座的设置，能够使得tecan工作站良好适配125ml培养瓶，从而保证40ml的蛋白转染能够进行，提高了转染通量，提升了转染效率；
19.2.通过40ml自动化蛋白转染表达程序的设置，能够自动化控制液体处理机械臂，完成从质粒的过滤、转染试剂的配制、转染试剂与质粒混合、转染试剂及质粒混合物加入细胞等多个操作步骤，自动化程序运行一轮，能够完成转染操作的样品数量为24个，操作时间为60min，且无需人工操作，相比于手动转染而言，常规技术手段下，人工转染24个相同样品，操作时间为90min，且全程均为操作人员手动完成，自动化操作代替了人工操作，降低了转染的操作时间，节省了人力成本；
20.3.蛋白瞬时转染的操作过程步骤多，且样品数量大，在高通量转染要求的条件下，人工操作不可避免地会产生误差，转染通量较高时，人为因素引起的实验错误往往会造成实验时间和材料成本的浪费，自动化转染的准确度高，能够有效减少人为因素引起的实验错误，同时降低重复实验造成的时间和材料成本。
附图说明
21.图1是本发明的整体结构示意图；
22.图2是本发明的培养瓶专用底座的结构示意图；
23.图3是本发明的40ml自动化蛋白转染表达程序的流程图；
24.图1
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图2中，1、工作台体；2、培养瓶专用底座；21、底座；22、底板；23、硅胶板；24、固定板；25、圆形凹槽；3、空气过滤系统；4、滑轨；5、液体处理机械臂；6、储液器；7、移液枪枪头盒；8、二十四孔深孔板；9、二十四孔冷冻盒；10、真空提取模块；11、试管架；图3中，直角矩形框中步骤为自动化内容。
具体实施方式
25.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图1中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，“多个”的含义是两个或两个以上，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明公开的实施例中的具体含义。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，以下实施例中所使用的材料、仪器和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到，实施例中所使用的技术手段，如无特殊说明，均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
26.实施例1
27.如图1所示，一种高通量自动化蛋白转染平台，包括工作台体1和培养瓶专用底座2，培养瓶专用底座2固定安装在工作台体1的台面的顶部，40ml的高通量蛋白转染一般使用125ml培养瓶作为转染容器，在tecan工作站中并没有与之适配的125ml培养瓶底座，因而采用培养瓶专用底座2将125ml培养瓶固定在台面上，便于进一步的转染操作。
28.工作台体1选用tecan工作站，工作台体1的顶部设置有空气过滤系统3，空气过滤系统3通过调节风机工作，使得风速保持在理想范围内，从而保证工作区域空气的洁净，工作台体1上还设置有滑轨4，滑轨4上滑动安装有液体处理机械臂5，液体处理机械臂5能够选择配置固定加样针和一次性加样针，并且还可以选择不同的通道数，从而达到高通量蛋白转染的技术效果，工作台体1的台面上还依次间隔的设置有储液器6、移液枪枪头盒7、二十四孔深孔板8、二十四孔冷冻盒9、真空提取模块10和试管架11，在蛋白转染过程中，液体处理机械臂5配合机器人操作臂，可以对储液器6、移液枪枪头盒7、二十四孔深孔板8、二十四孔冷冻盒9、真空提取模块10和试管架11进行移动，便于完成各种复杂的移液和加样操作，提高了工作效率。
29.如图2所示，培养瓶专用底座2设置有多个，每一个培养瓶专用底座2均包括底座21、底板22、硅胶板23和固定板24，底座21固定安装在工作台体1的顶部，底板22固定安装在底座21的顶部，底板22的顶部设置有多个圆形凹槽25，硅胶板23固定安装在底板22的顶部，且硅胶板23上开设有多个与圆形凹槽25一一对应的第一通孔，固定板24固定安装在硅胶板23的顶部，且固定板24上开设有多个与第一通孔一一对应的第二通孔，放置培养瓶时，培养瓶底部穿过第一通孔和第二通孔，进入圆形凹槽25的内部，硅胶板23的设置能够起到防滑的作用，保证培养瓶能够稳定牢固的固定在圆形凹槽25内，固定板24的设置，防止培养瓶在液体处理机械臂5的移动过程中晃动，从而导致影响转染操作的稳定进行，培养瓶专用底座2设置有三个，圆形凹槽25设置有八个，保证了运行一轮的样品数量为24个，从而提高了蛋白转染通量。
30.空气过滤系统3包括层流箱，层流箱内设置有风机、预过滤器和高效过滤器，风机的进风口和外界空气连通，风机的出风口和预过滤器连通，预过滤器和内部和高效过滤器的内部连通，高效过滤器的出风口和工作台体1的内部连通，风机将空气吸入预过滤器内
部，预过滤后的空气再进入高效过滤器，高效过滤器再将过滤后的洁净空气送出至工作区域，层流箱用于保证整个运行环境的无菌条件。
31.高通量自动化蛋白转染平台还包括40ml自动化蛋白转染表达程序，40ml自动化蛋白转染表达程序用于控制液体处理机械臂5，使转染能够自动进行，且不容易产生实验误差，降低重复实验造成的时间和物料成本。
32.如图3所示，一种高通量自动化蛋白转染平台及其使用方法，包括以下步骤：
33.1)使用thermo fisher的expi 293expression system进行蛋白瞬时表达，准备质粒样品24份，放置于试管内备用；
34.2)将细胞样品加入125ml培养瓶内，再将125ml培养瓶放置在培养瓶专用底座2中；
35.3)启动40ml自动化蛋白转染表达程序，由40ml自动化蛋白转染表达程序控制液体处理机械臂5，完成质粒过滤、转染试剂配制、转染试剂与质粒混合、转染试剂及质粒混合物加入细胞等多个步骤，并将混合后的样品移入步骤2)中的125ml的培养瓶中；
36.4)将步骤2)中的125ml培养瓶放入摇床，完成转染操作。
37.从以上步骤能够看出，本发明提供的一种高通量自动化蛋白转染平台及其使用方法能够有效提高转染通量，进一步提升转染效率，且通过40ml自动化蛋白转染表达程序的设置，能够自动化控制液体处理机械臂5，培养瓶专用底座2能够将125ml培养瓶固定在tecan工作台的顶部，配合液体处理机械臂5完成从质粒的过滤、转染试剂的配制、转染试剂与质粒混合、转染试剂及质粒混合物加入细胞等多个操作步骤，自动化程序运行一轮，能够完成转染操作的样品数量为24个，操作时间为60min，且无需人工操作，降低了转染的操作时间，节省了人力成本，自动化转染的准确度高，能够有效减少人为因素引起的实验错误，同时降低重复实验造成的时间和材料成本。
38.综上所述，上述各实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限定本发明的保护范围，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，皆应包含在本发明的保护范围内。