聚合酶鏈式反應（PCR）作為分子生物學實驗的核心技術，其體系配制的準確性、一致性和效率直接決定了實驗結果的可靠性。傳統手工配制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險高等問題，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，這些弊端更為突出。自動化分液技術的發展為解決上述痛點提供了有效方案。博清生物科技（南京）有限公司自主研發的自動分液系統，通過整合高精度流體控制、智能算法和模塊化設計，實現了PCR體系配制的全程自動化與精準化，顯著提升了實驗質量和科研效率。
一、PCR體系配制的挑戰與傳統方法局限性
（一）人工操作誤差：
手工移液時，操作人員的視覺疲勞、手部震顫以及讀數誤差可能導致體積偏差超過±5μL，尤其在分裝1–10μL級別的微量試劑（如Taq DNA 聚合酶、熒光探針）時，變異系數（CV）可達15%以上，直接影響擴增效率的均一性和Ct值重復性。
（二）通量與效率瓶頸：
手動完成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），時間成本和出錯概率呈指數級上升。對于大規模篩查、藥物篩選或單細胞測序等高通量實驗，傳統方法難以滿足時效要求。
（三）交叉污染風險：
手動操作依賴移液器反復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（如單細胞裂解液）時，污染可能導致實驗失敗甚至生物安全隱患。
（四）試劑浪費與成本壓力：
為補償手工分液誤差，常需額外添加試劑（如設置“預混液冗余量”），導致試劑消耗量增加。此外，移液過程中的殘留、掛壁或氣泡問題進一步加劇了資源浪費，尤其對高成本酶類或熒光染料影響顯著。
二、分液系統在PCR體系配制中的核心優勢
（一）精度革命：突破手動操作極限：
在疾控中心病毒載量檢測、臨床基因表達分析等實驗場景中驗證顯示，博清系統分配100μL樣本的誤差可控制在±1.5μL 以內（CV值＜5%），顯著優于手動操作的±5μL誤差（CV值15%以上），確保了PCR反應各組分濃度的均一性，降低了非特異性擴增風險并提升了數據可信度（如Ct值平行性改善、擴增曲線重復性提高）。
（二）效率躍升：通量提升3倍以上：
傳統手動完成96孔板PCR體系配制需＞40分鐘，而博清系統僅需12–18分鐘（單孔加液時間低至12秒），配合多通道并行分液（如8/12通道同步工作），單日通量可從手動模式的數百樣本提升至數千樣本規模。在新冠病毒檢測、藥物篩選等高通量場景中，部署多臺設備可實現日均處理20,000份以上樣本，檢測報告出具時間從24小時壓縮至6小時以內，顯著縮短研發或診斷周期。
（三）成本效益：減少試劑浪費與人工成本：
非接觸式分液與精準體積控制將死體積降至最低（殘留＜1μL），結合“一吸多排”連續分液技術（單次吸液完成多板分配），使試劑利用率提高30%以上，尤其對單價＞$100/μL 的珍貴酶或熒光探針節省效果顯著。
自動化操作替代人工重復勞動，釋放科研人員專注于實驗設計與數據分析，據生物制藥企業實踐反饋，引入博清系統后，單日化合物處理量從2000個提升至6000個，項目周期縮短約6個月，人力成本降低50%以上。
（四）安全與合規性強化：
全封閉防污染設計配合生物安全柜兼容布局，有效保護操作人員避免暴露于有害試劑或生物樣本（如 ASFV 病毒、放射性標記物）；系統支持實驗數據全程追溯（通過LIMS接口或操作日志），符合GLP/GMP規范要求，為臨床診斷或工業生產提供可靠質控保障。
（五）靈活實驗設計支持：
支持多組分差異化加樣：可在同一板內為不同孔位定制特異性體積（如梯度模板濃度測試、多重PCR引物組合優化），或整板/單列差異化分液，滿足正交實驗或條件篩選需求。
集成振蕩混勻功能：分液后自動觸發振蕩程序，確保PCR Mix、模板與引物充分混合，避免人工vortex導致的氣泡或濺出問題，尤其對高粘度溶液（如含甘油緩沖液）效果顯著。
兼容低溫操作場景：通過配置冷卻模塊維持試劑低溫環境（如4℃保存酶類），減少活性降解風險，適用于長時程實驗或自動化流水線銜接需求。
三、典型應用場景與實驗驗證
（一）常規PCR與qPCR體系高通量構建：
在醫學檢測實驗室（如新冠病毒核酸篩查）或藥物研發平臺，博清系統可快速完成PCR Master Mix的96/384孔板分裝，同步添加模板DNA、引物及探針。對比實驗顯示，自動化配制的體系擴增曲線平行性優異，且Ct值標準差＜0.5cycle，批間/孔間變異系數CV＜3%，完全滿足臨床定量檢測或藥物篩選的嚴格質控要求。
（二）數字PCR（dPCR）微滴生成前處理：
針對dPCR對體積均一性的極致要求（微滴生成需納升級精度），博清系統可精準分配PCR預混液至微滴生成芯片或納米微孔板，確保每個反應單元的酶濃度、引物比例完全一致。實驗證明，自動化配制的dPCR體系分區有效率與手動相當，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，助力單細胞絕對定量或低頻突變檢測等前沿研究。
（三）基因編輯與文庫制備優化：
在CRISPR-Cas9基因編輯實驗中，博清系統可將0.5μL級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文庫構建或單細胞全基因組擴增（WGA）中，其多組分復合加樣能力支持裂解液、反轉錄酶及預擴增Mix的自動化分裝，簡化流程并提高建庫成功率。
（四）科研教學與標準化推廣：
高校實驗室或培訓中心采用博清系統，可消除學生操作水平差異導致的實驗誤差，確保教學演示或本科生課題結果的可重復性；同時，系統預設的標準化PCR程序（如ISO認證方法）便于實驗protocol的快速復制與跨平臺比對，推動分子生物學技術的普及與規范化發展。
博清生物科技（南京）有限公司自主研發的自動分液系統通過高精度流體控制、智能自動化和防污染設計的深度融合，徹底革新了分子生物學實驗中PCR體系配制的傳統模式。其在精度控制（CV＜5%）、通量提升、成本效益及安全合規性等方面的顯著優勢，使其成為現代科研、臨床診斷及工業生產中不可或缺的核心工具。隨著合成生物學、單細胞組學等領域對實驗微型化、高通量及自動化需求的持續增長，博清系統的模塊化設計與開放接口（支持LIMS、機械臂整合）更展現出廣闊的擴展潛力。未來，進一步結合AI算法優化分液策略（如動態補償黏度變化、智能路徑規劃）或開發集成化核酸處理工作站（銜接提取-分液-擴增-分析全流程），有望引領分子生物學實驗技術進入全新智能化時代，為生命科學研究與精準醫療發展注入強勁動力。
