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液滴微流控与单道移液的融合:高通量单细胞分析新范式

当传统多道移液器遭遇单细胞悬液分装的精度瓶颈,安图生物Atom单道分液系统以独特的"蠕动喷射泵+智能位移平台"双核架构,悄然重塑着微量液体操控的逻辑——不是简单替代移液枪的工具,而是创造了一个可编程的液滴微流控新生态。

“小白龙”单道移液工作站.jpg

纳米级精度:重构单细胞实验的底层逻辑


将一片雪花的重量均匀分成5000份——Atom F型10微升最小分液量的意义就在于此。其专利的蠕动喷射泵技术超越了传统重力驱动模式,如同高精度的分子阀门:柔性管路在智能挤压下形成脉冲式喷射,液滴在毫秒间完成加速、分离、定位全过程。当其他设备还在为液膜残留误差苦恼时,Atom的喷射模式确保最后一滴培养基精准坠入96孔板底,误差控制在2%以内。


这种精度对单细胞分装具有革命性价值:


  • 单细胞RNA测序建库时,可实现纳升级裂解液精准投递

  • 稀有细胞分离中,避免珍贵样品的管壁挂壁损耗

  • 微流控芯片填充环节,确保每个反应腔体液体体积绝对均一

上海某基因团队曾进行对比测试:当分装512个单细胞悬液样本时,常规手动移液组细胞捕获率仅68%,而Atom分装组飙升至92%,直接突破单细胞多组学实验的回收率瓶颈。


空间编程艺术:智能位移平台的魔法


Atom的机械臂平台演绎着实验室里的精准芭蕾。其平面移动定位系统通过电磁驱动实现微米级定位,在X-Y轴上的运动轨迹如同精密数控机床。当研究人员在平板上选择目标孔位(A5,H12...)并输入分装体积时,内置算法自动生成最优路径,移液针头掠过孔板表面时,针尖与孔缘保持0.5毫米恒定间隙——这种"非接触式分液"彻底杜绝了交叉污染风险。


其空间智能更体现在耗材自适应能力:


  • 96孔板模式:自动识别板框位置,循环分装时智能跳过已加样孔

  • 螺口管阵列:针对不同高度试管动态调整Z轴高度,确保针头伸入液面下1mm

  • 芯片对接模式:为微流控芯片的微通道入口实施脉冲式灌注

系统甚至可记忆实验台坐标体系,当用户将培养皿随意放置在工作区任意位置,视觉校准系统能在15秒内重建空间映射模型,实现"盲操作"级精准定位。


范式革命:融合微流控的液滴操控术


Atom最革命性的突破在于融合微流控理念。其喷射泵在特定频率下工作时(如200Hz),能持续产生粒径均一的微液滴流。当与微流控芯片对接时:


  • 通过精准控制脉冲时间,可形成每秒500个单细胞液滴

  • 耦合电场控制模块,实现皮升级试剂的按需注入

  • 液滴生成稳定性达98%,远超气动微流控系统

某器官芯片研究中心开发了创新方案:用Atom向肝细胞芯片的微腔室持续供应培养液(每小时0.5μl),同时每6小时自动注入药物液滴。这种"活体培养+精准给药"联动的自动化体系,使药物肝毒性评估周期从14天压缩至72小时,重现性提高近8倍。


Atom系统的价值远不止于移液自动化,它实质构建了离散型液滴操控与连续式微流控技术间的转换桥梁。当微型化蠕动泵的每一次脉动传递着微升级精度,当智能位移平台在三维空间编织着液体路径,高通量单细胞分析正在突破传统方法的物理边界。


这台看似简洁的设备蕴含着变革性的力量——它将操作者从枯燥的移液动作中解放,又赋予其远超人类极限的精准操控力;它让单细胞实验从个体操作升级为系统工程,使"单细胞精度"与"通量效率"这对矛盾体实现完美统一。在生命科学向着微观世界不断深入的进程中,Atom系统正以工程学智慧重组着生物实验的底层语法,成为打开单细胞宇宙的真正钥匙。