合成生物学的自動化

合成生物学におけるハミルトン自動化ソリューションの応用

合成生物学は工学思想を指導として、目標生物製品に対して行う生物工業化生産である。このプロセスは複数の学科の交差に関連している。合成生物学には複雑で高スループットのスクリーニングテストが含まれているため、経済的な時間効率が非常に重視されています。例えば、菌株の発現効率における10%の差がビジネス上の成否の鍵である可能性がある。

合成生物学の全プロセスは通常、前期の遺伝子設計と合成、発現ベクターのクローニング、発現菌株または細胞のスクリーニング、発現産物の同定、発現条件のスクリーニング、およびその後の大規模生産のための逐次試験プロセスを含む。この中の各段階には専門的なテストと分析ステップがあります。工業や科学研究機関は、最終的に効率的な工業化生産を実現するために、その中の1つまたは複数のステップを選択して研究とテストを行うことが多い。そのため、合成生物学はフラックスが高く、プロセスが複雑で、操作要求が高い（平行性）とデータ処理量が大きいなどの難点に直面している。では、自動液体移動ステーションや統合された複数のデバイスを含む機能アイランドの使用が特に重要になります。

遺伝子合成実験では、多量の微量ピペットにより複数のプライマーを混合し、反応系を配置し、その後PCR計を用いて断片合成を行う必要があることが多い。その生成物は精製され、その後さらに長い遺伝子断片に組み立てられることができる。

ハミルトン移液ステーションの移液性能、およびHamiltonソフトウェアの入力データの読み取りと分析に対する強大な機能は、使用者がプライマー混合、PCRシステム構築、生成物精製などのステップを自動的に完了するのを助けることができる。現在、多くの国内外のユーザーがハミルトン自動化デバイスを使用してこれらのステップを完了しています。実験では積層式吸込ヘッドを選択することができ、テーブル内の吸込ヘッド容量を大幅に高めることができる。さらに、異なるタイプの冷蔵および容器の要件を満たすために、複数の温度制御モジュールおよびキャリッジを選択することができる。さらに、ワークステーションを中心に複数のサードパーティ製デバイスや機能モジュールを統合して、全プロセスの自動化と長時間の無人化を実現することもできます。これにより、複雑な実験手順の全自動化を実現することができる。

プラスミドクローニングと組立工程には、酵素切断、精製、結合、形質転換などの工程が含まれる。これらの工程には、移液、システム構築、酵素試薬分注、磁石ビーズ精製、温度制御インキュベーションなどの工程がある。Hamilton移液ステーションの移液チャネルの*性能、技術、数十年の経験の蓄積により、これらのステップは正確かつ安全に完了することができます。Hamilton液体移動ワークステーションも温度制御インキュベーションモジュール、振動モジュール、自動PCR計、電気回転計などを選択的に配置することにより、転化などのステップの自動化をさらに実現することができる。

また、プラスミドの異なるタイプの転化方法には解決策があり、比較的複雑な塗布過程、ハミルトンにもスパチュラ法やヘリカルスプレー法など、さまざまな解決策がある。

細胞培養の面では、Hamiltonの移液ワークステーションは、細胞培養のために必要なステップ、例えばクローン選別、遠心管スイッチキャップなどを自動化し、細胞培養のために痛点を解決することができる。Hamiltonはまた、強力な細胞培養管理ソフトウェアにより、培養箱、培地給液モジュール、傾斜モジュールなどの様々な細胞培養装置を複数の方向から統合し、細胞培養の安定性と高い基準を確保することができる。

菌株は大スループット培養により生成物の発現を誘導した後、生成物を検査して需要に合った多収菌株と生産条件を選別する必要がある。そのため、生成物を精製、濃縮、検出する必要があります。まず、Hamilton液相前処理ワークステーションを用いて大流量の発酵生成物を固相抽出または液相抽出する。生成物を濾過した後、高効率液体クロマトグラフィーシステムに入って検査を行った。その後、多収性菌株を選別し、保存した。ハミルトンピペットチャネルと組み合わせてIMCSヘッドを使用することにより、生成物の迅速な濃縮精製を完了することができ、濃縮生成物は、生成物抗体または酵素の活性を検出するために次の検出システムを構成するために直接使用することができる。