作为一种研究蛋白质表达、修饰和功能的科学,蛋白组学已经被广泛应用在制药领域中,特别是在药物靶点分析方面。通过蛋白组学研究,科学家们可以识别出与药物结合的特定蛋白质,了解这些蛋白质在疾病中的作用,以及它们如何被药物影响。其研究过程包括细胞培养、药物处理、蛋白提取等。这个过程非常繁琐,对于经验和操作稳定性要求非常高。

目前有大量的药物靶点机制未被探明,其原因在于现有靶点发现/鉴定技术尚未高通量化。利用自动化设备来制备蛋白组学样品,可以大幅提升实验效率、样品通量、数据准确性和可重复性。

本案例中,库卡中国联合奔曜科技通过提供蛋白提取自动化解决方案,协助国内某生物技术公司完成药物处理后细胞样品的裂解、蛋白提取、蛋白定量和化学交联等实验流程,以便后续作进一步靶点蛋白纯化处理。自动化系统使整个蛋白质组制备流程标准化和可重复,为客户快速发现创新靶点和开发新药提供有力保障。

现有挑战

目前,蛋白组学流程高度依赖人工,操作周期较长。同时,不同实验人员存在个体操作差异,一致性较差,数据可重复性较低。特别是在超声破碎、BCA鉴定等流程中,可能引入变量,导致蛋白提取及浓度均一化流程受到影响。

解决方案

为自动化完成细胞内蛋白提取、BCA法定量蛋白、化学交联等关键步骤,奔曜科技研发设计出蛋白提取自动化工作站。蛋白提取自动化工作站配置有库卡的KR 6 R700-2机器人、恒温混匀仪、超声破碎仪、高速离心机、移液工作站、酶标仪、耗材堆栈等仪器和模块。其中,库卡KR 6 R700-2是KR AGILUS系列的紧凑式六臂机器人,额定负载3kg,臂展706.7mm,重复定位精度达±0.03mm,是应用广泛的高精度艺术家。它能够在超声破碎、BCA鉴定等流程中保持极高的一致性和数据可重复性,保障蛋白提取及浓度均一化流程不受到其他因素干扰。

在库卡KR 6 R700-2机器人的辅助下,该工作站不仅可以完成细胞或菌体超声破碎、高速冷冻离心、BCA法浓度鉴定等蛋白表达鉴定的样品前处理程序,还可用于单克隆抗体、肽抗生素、疫苗、酶及多肽药物的发现和早期表达筛选。

为了更好地进行系统整合,软件层面,奔曜科技自主研发的自动化平台软件BioyondStudio™既能与底层仪器设备及自动化模块无缝连接,实现样品全流程可追溯,也能将实验数据上传至上层实验室信息管理系统(LIMS)。

BioyondStudio™内置实验流程管理、仪器管理、物料管理、运行监控等功能模块,研发过程遵循GxP标准,软件数据遵循FDA21CFRPart11法规,确保系统的安全性、可用性与合规性。

硬件方面,蛋白提取自动化工作站通过智能调度库卡机器人,代替人工完成低温存储箱、移液站、超声破碎仪、离心机、酶标仪等不同单元模块之间的物料转运,在实现过程自动化的同时,达到提高效率、节省劳动力,以及保证数据的准确性、一致性与稳定性的目的。除了兼容主流品牌仪器设备,奔曜科技根据实验流程需求,研究开发出全自动离心管开关盖机和大容量全自动低温存储箱。其中,离心管开关盖机单次可完成10个以上的离心管开/关盖。全自动低温存储箱提供30个板位,存放试剂及微/深孔板,可满足全天候高通量实验需求。

客户价值

1无人值守自动化

通过高精度库卡KR 6 R700-2机器人串联工作站内各仪器和功能模块,完成物料转运,人工参与度低,上样一次,每批次36个样本可实现2.5至5小时(根据不同实验流程)无人值守自动化运行

2一致性高

采用移液站等高精度设备进行移液、加液操作,保证液体体积一致性

通过BioyondStudio™排程调度,严格控制步骤时间,保证关键步骤时间一致性

3扩展性强

可基于标准产品,结合应用通量需求及功能需求,进行定制化扩展

关于奔曜科技

奔曜科技总部位于上海张江科学城,创始团队来自机器人和生命科学领域的世界五百强企业,具有深厚的科学研究背景和丰富的产品研发经验。公司成立至今已获得一线机构多轮数亿元战略投资,服务百余家生命科学领域的知名企业。

奔曜科技致力于加速生命科学领域的智能自动化变革,利用领先的机器人、自动化和人工智能技术,为小分子药、生物药、细胞基因疗法、中医药、合成生物学、组学研究、临床诊断和材料科学等多个领域提供更易用、更高效的自动化产品和解决方案。