聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）作為分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心技術(shù)，其體系配制的準(zhǔn)確性、一致性和效率直接決定了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。傳統(tǒng)手工配制PCR體系存在操作繁瑣、人為誤差顯著、通量受限以及交叉污染風(fēng)險(xiǎn)高等問(wèn)題，尤其在處理微量組分（如酶、引物、dNTPs）和高通量需求（如96孔板、384孔板）時(shí)，這些弊端更為突出。自動(dòng)化分液技術(shù)的發(fā)展為解決上述痛點(diǎn)提供了有效方案。博清生物科技（南京）有限公司自主研發(fā)的自動(dòng)分液系統(tǒng)，通過(guò)整合高精度流體控制、智能算法和模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了PCR體系配制的全程自動(dòng)化與精準(zhǔn)化，顯著提升了實(shí)驗(yàn)質(zhì)量和科研效率。

一、PCR體系配制的挑戰(zhàn)與傳統(tǒng)方法局限性

（一）人工操作誤差：

手工移液時(shí)，操作人員的視覺(jué)疲勞、手部震顫以及讀數(shù)誤差可能導(dǎo)致體積偏差超過(guò)±5μL，尤其在分裝1–10μL級(jí)別的微量試劑（如Taq DNA 聚合酶、熒光探針）時(shí)，變異系數(shù)（CV）可達(dá)15%以上，直接影響擴(kuò)增效率的均一性和Ct值重復(fù)性。

（二）通量與效率瓶頸：

手動(dòng)完成96孔板PCR體系配制通常需40分鐘以上，且隨著孔板密度增加（如384孔板），時(shí)間成本和出錯(cuò)概率呈指數(shù)級(jí)上升。對(duì)于大規(guī)模篩查、藥物篩選或單細(xì)胞測(cè)序等高通量實(shí)驗(yàn)，傳統(tǒng)方法難以滿足時(shí)效要求。

（三）交叉污染風(fēng)險(xiǎn)：

手動(dòng)操作依賴移液器反復(fù)更換吸頭或共用試劑槽，易引入氣溶膠污染或試劑殘留，尤其在處理傳染性樣本（如病毒核酸）或珍貴樣品（如單細(xì)胞裂解液）時(shí)，污染可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗甚至生物安全隱患。

（四）試劑浪費(fèi)與成本壓力：

為補(bǔ)償手工分液誤差，常需額外添加試劑（如設(shè)置“預(yù)混液冗余量”），導(dǎo)致試劑消耗量增加。此外，移液過(guò)程中的殘留、掛壁或氣泡問(wèn)題進(jìn)一步加劇了資源浪費(fèi)，尤其對(duì)高成本酶類或熒光染料影響顯著。

二、分液系統(tǒng)在PCR體系配制中的核心優(yōu)勢(shì)

（一）精度革命：突破手動(dòng)操作極限：

在疾控中心病毒載量檢測(cè)、臨床基因表達(dá)分析等實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中驗(yàn)證顯示，博清系統(tǒng)分配100μL樣本的誤差可控制在±1.5μL 以內(nèi)（CV值＜5%），顯著優(yōu)于手動(dòng)操作的±5μL誤差（CV值15%以上），確保了PCR反應(yīng)各組分濃度的均一性，降低了非特異性擴(kuò)增風(fēng)險(xiǎn)并提升了數(shù)據(jù)可信度（如Ct值平行性改善、擴(kuò)增曲線重復(fù)性提高）。

（二）效率躍升：通量提升3倍以上：

傳統(tǒng)手動(dòng)完成96孔板PCR體系配制需＞40分鐘，而博清系統(tǒng)僅需12–18分鐘（單孔加液時(shí)間低至12秒），配合多通道并行分液（如8/12通道同步工作），單日通量可從手動(dòng)模式的數(shù)百樣本提升至數(shù)千樣本規(guī)模。在新冠病毒檢測(cè)、藥物篩選等高通量場(chǎng)景中，部署多臺(tái)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)日均處理20,000份以上樣本，檢測(cè)報(bào)告出具時(shí)間從24小時(shí)壓縮至6小時(shí)以內(nèi)，顯著縮短研發(fā)或診斷周期。

（三）成本效益：減少試劑浪費(fèi)與人工成本：

非接觸式分液與精準(zhǔn)體積控制將死體積降至最低（殘留＜1μL），結(jié)合“一吸多排”連續(xù)分液技術(shù)（單次吸液完成多板分配），使試劑利用率提高30%以上，尤其對(duì)單價(jià)＞$100/μL 的珍貴酶或熒光探針節(jié)省效果顯著。

自動(dòng)化操作替代人工重復(fù)勞動(dòng)，釋放科研人員專注于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析，據(jù)生物制藥企業(yè)實(shí)踐反饋，引入博清系統(tǒng)后，單日化合物處理量從2000個(gè)提升至6000個(gè)，項(xiàng)目周期縮短約6個(gè)月，人力成本降低50%以上。

（四）安全與合規(guī)性強(qiáng)化：

全封閉防污染設(shè)計(jì)配合生物安全柜兼容布局，有效保護(hù)操作人員避免暴露于有害試劑或生物樣本（如 ASFV 病毒、放射性標(biāo)記物）；系統(tǒng)支持實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)全程追溯（通過(guò)LIMS接口或操作日志），符合GLP/GMP規(guī)范要求，為臨床診斷或工業(yè)生產(chǎn)提供可靠質(zhì)控保障。

（五）靈活實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)支持：

支持多組分差異化加樣：可在同一板內(nèi)為不同孔位定制特異性體積（如梯度模板濃度測(cè)試、多重PCR引物組合優(yōu)化），或整板/單列差異化分液，滿足正交實(shí)驗(yàn)或條件篩選需求。

集成振蕩混勻功能：分液后自動(dòng)觸發(fā)振蕩程序，確保PCR Mix、模板與引物充分混合，避免人工vortex導(dǎo)致的氣泡或?yàn)R出問(wèn)題，尤其對(duì)高粘度溶液（如含甘油緩沖液）效果顯著。

兼容低溫操作場(chǎng)景：通過(guò)配置冷卻模塊維持試劑低溫環(huán)境（如4℃保存酶類），減少活性降解風(fēng)險(xiǎn)，適用于長(zhǎng)時(shí)程實(shí)驗(yàn)或自動(dòng)化流水線銜接需求。

三、典型應(yīng)用場(chǎng)景與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

（一）常規(guī)PCR與qPCR體系高通量構(gòu)建：

在醫(yī)學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室（如新冠病毒核酸篩查）或藥物研發(fā)平臺(tái)，博清系統(tǒng)可快速完成PCR Master Mix的96/384孔板分裝，同步添加模板DNA、引物及探針。對(duì)比實(shí)驗(yàn)顯示，自動(dòng)化配制的體系擴(kuò)增曲線平行性優(yōu)異，且Ct值標(biāo)準(zhǔn)差＜0.5cycle，批間/孔間變異系數(shù)CV＜3%，完全滿足臨床定量檢測(cè)或藥物篩選的嚴(yán)格質(zhì)控要求。

（二）數(shù)字PCR（dPCR）微滴生成前處理：

針對(duì)dPCR對(duì)體積均一性的極致要求（微滴生成需納升級(jí)精度），博清系統(tǒng)可精準(zhǔn)分配PCR預(yù)混液至微滴生成芯片或納米微孔板，確保每個(gè)反應(yīng)單元的酶濃度、引物比例完全一致。實(shí)驗(yàn)證明，自動(dòng)化配制的dPCR體系分區(qū)有效率與手動(dòng)相當(dāng)，但通量提升5倍以上，且避免了手工移液引入的微滴污染或體積偏差，助力單細(xì)胞絕對(duì)定量或低頻突變檢測(cè)等前沿研究。

（三）基因編輯與文庫(kù)制備優(yōu)化：

在CRISPR-Cas9基因編輯實(shí)驗(yàn)中，博清系統(tǒng)可將0.5μL級(jí)Cas9酶溶液精確分配至384孔板，保障孔間酶活均一性，使基因編輯效率從65%提升至92%，脫靶率顯著降低；在cDNA文庫(kù)構(gòu)建或單細(xì)胞全基因組擴(kuò)增（WGA）中，其多組分復(fù)合加樣能力支持裂解液、反轉(zhuǎn)錄酶及預(yù)擴(kuò)增Mix的自動(dòng)化分裝，簡(jiǎn)化流程并提高建庫(kù)成功率。

（四）科研教學(xué)與標(biāo)準(zhǔn)化推廣：

高校實(shí)驗(yàn)室或培訓(xùn)中心采用博清系統(tǒng)，可消除學(xué)生操作水平差異導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)誤差，確保教學(xué)演示或本科生課題結(jié)果的可重復(fù)性；同時(shí)，系統(tǒng)預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化PCR程序（如ISO認(rèn)證方法）便于實(shí)驗(yàn)protocol的快速?gòu)?fù)制與跨平臺(tái)比對(duì)，推動(dòng)分子生物學(xué)技術(shù)的普及與規(guī)范化發(fā)展。

博清生物科技（南京）有限公司自主研發(fā)的自動(dòng)分液系統(tǒng)通過(guò)高精度流體控制、智能自動(dòng)化和防污染設(shè)計(jì)的深度融合，徹底革新了分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中PCR體系配制的傳統(tǒng)模式。其在精度控制（CV＜5%）、通量提升、成本效益及安全合規(guī)性等方面的顯著優(yōu)勢(shì)，使其成為現(xiàn)代科研、臨床診斷及工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的核心工具。隨著合成生物學(xué)、單細(xì)胞組學(xué)等領(lǐng)域?qū)?shí)驗(yàn)微型化、高通量及自動(dòng)化需求的持續(xù)增長(zhǎng)，博清系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)與開(kāi)放接口（支持LIMS、機(jī)械臂整合）更展現(xiàn)出廣闊的擴(kuò)展?jié)摿ΑＮ磥?lái)，進(jìn)一步結(jié)合AI算法優(yōu)化分液策略（如動(dòng)態(tài)補(bǔ)償黏度變化、智能路徑規(guī)劃）或開(kāi)發(fā)集成化核酸處理工作站（銜接提取-分液-擴(kuò)增-分析全流程），有望引領(lǐng)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)入全新智能化時(shí)代，為生命科學(xué)研究與精準(zhǔn)醫(yī)療發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。