高通量高精度菌落挑取工作站PIXL助力合成生物学研究
在合成生物学大环境下，作为英国生命科学行业中自动化仪器领域的领导者，Singer公司在2017年与NUS-SynCTI签署了一项研究合作协议，来构思和开发一种新型自动化的高通量菌落挑选设备。能在自动化的生产平台上高效运转，并大大增强了高通量的分析能力。这就是新一代的高通量菌落挑取系统—Singer-PIXL
当前，越来越多的实验室会选择用机器人取代人工来挑取数以千万计的菌落，而其中关注的就是挑菌的准确率。自动挑菌的设备具有挑取一致性、可重复性、工作时间长的优点。然而，并不是所有的自动挑菌设备都能达到高精度挑菌，它们在挑取时经常会触碰到其他物质，这也是全面检测自动挑菌设备准确性的重要原因。
Singer公司提供的挑菌平台PIXL，多功能、可定制、允许用户控制挑菌过程的每个步骤。在这里，为了检测PIXL菌落挑取平台的挑取准确性，从两方面来进行实验：
1、挑取单个菌落而产生不交叉污染，两个菌落间的小距离是多少？
利用“棋盘阵列”实验，来检测PIXL挑取阵列菌落的能力。在阵列模式下，PIXL在1536密度阵列下能完美地挑取每一个菌，准确率达到了100%。其中两个相邻菌落中心点之间的距离为2mm，假设菌落的平均直径为1mm，我们可以推算出，1536密度阵列中，相邻菌落边缘间的距离约为1mm。当然，如果菌落直径大于1mm，相邻菌落边缘间的距离小于1mm。可以看出，PIXL准确挑菌且不交叉污染所要求的小相邻菌落边缘间的距离为1mm。
1536密度阵列的菌落间距示意图
2、琼脂的高度会如何影响挑取准确率？
琼脂不平或琼脂高度的改变是引起挑菌准确率下降的常见原因，因为从菌落到相机的距离直接影响菌落的位置计算，这是琼脂高度改变引起的变量因素。较低的琼脂高度导致菌落到相机的距离更远，使相机获取的菌落大小较实际情况更小。另外，较高的琼脂高度导致菌落到相机的距离更近，使菌落看起来更大。
A)“正常”高度琼脂 B)更高的琼脂高度 C)更低的琼脂高度
为了克服这种常见误差，PIXL内置了一种智能度量标准，自动侦测琼脂高度并据此调整菌落位置信息。
为了检测这一性能，向Singer PlusPlates中倾注不同体积的琼脂，并将芽殖酵母细胞点种到这些琼脂上，培养2天后，从每块板上挑取96个菌落。其准确性通过两种方法测定：一是通过在源板上寻找挑取痕迹；二是通过在目标板上培养菌落并检测菌落的生长。
结果发现，当平皿中有34~46ml琼脂时，相当于琼脂高度在4.7~6.3cm，挑取准确率高于99%。40ml琼脂的高度为5.5cm，是Singer PlusPlate平皿高度的一半。
PIXL在不同的琼脂高度上，挑菌准确率高于99%
在另一个单独的测试中，发现平皿中琼脂不平，可能是准备平皿时桌面不平导致的，但这并不会影响挑取的准确性。PIXL在平皿的不同位置成功挑取了40个菌落。这进一步证实挑菌平台可以适应不同琼脂高度的平皿。
Singer-PIXL三大优势
1友好的用户界面
Singer-PIXL使用触摸屏界面来引导用户完成整个工作流程，并能在几分钟内选择正确的菌落。对于用户而言，它的操作非常简单，通常10分钟就能让新用户掌握软件功能的90%。简而言之，轻松无忧。
2精准挑选的技术
PIXL拥有着新研发的挑取技术—Pinpoint ，能保障实验过程的可靠性和无菌性。其挑选菌落的针头无需像使用金属针的挑菌设备一样，每次都必须对其进行灭菌。Singer-PIXL使用的是基于聚合物材料的PickupLine无菌挑菌线，该材料能被切割以产生无菌末端作为新针头来转移微生物菌落，去除清洗灭菌环节，降低交叉污染的风险，减少耗材成本。
3自动识别琼脂厚度
精准挑选技术的另一个优势是可以自动应对琼脂厚度的变化，以确保在不损坏琼脂平板的情况下挑选并转移平板上的菌落 。而且执行挑选的精准度可达50微米，确保细小菌落的准确挑取。优化的挑取动作适用于大多数的粘性菌：挖、高频振动、轻拍。
PIXL作为新一代高通量高精度菌落挑取工作站，有着无与伦比的优势，从研发到设计、从模型到实践，都是面向用户的真实反馈和体验。作为英国SINGER公司在大中华区的独家合作伙伴，磐麦科技将会和SINGER一起继续努力，不断进步，为广大科研客户提供帮助。
当前，越来越多的实验室会选择用机器人取代人工来挑取数以千万计的菌落，而其中关注的就是挑菌的准确率。自动挑菌的设备具有挑取一致性、可重复性、工作时间长的优点。然而，并不是所有的自动挑菌设备都能达到高精度挑菌，它们在挑取时经常会触碰到其他物质，这也是全面检测自动挑菌设备准确性的重要原因。
Singer公司提供的挑菌平台PIXL，多功能、可定制、允许用户控制挑菌过程的每个步骤。在这里，为了检测PIXL菌落挑取平台的挑取准确性，从两方面来进行实验：
1、挑取单个菌落而产生不交叉污染，两个菌落间的小距离是多少？
利用“棋盘阵列”实验，来检测PIXL挑取阵列菌落的能力。在阵列模式下，PIXL在1536密度阵列下能完美地挑取每一个菌，准确率达到了100%。其中两个相邻菌落中心点之间的距离为2mm，假设菌落的平均直径为1mm，我们可以推算出，1536密度阵列中，相邻菌落边缘间的距离约为1mm。当然，如果菌落直径大于1mm，相邻菌落边缘间的距离小于1mm。可以看出，PIXL准确挑菌且不交叉污染所要求的小相邻菌落边缘间的距离为1mm。
1536密度阵列的菌落间距示意图
2、琼脂的高度会如何影响挑取准确率？
琼脂不平或琼脂高度的改变是引起挑菌准确率下降的常见原因，因为从菌落到相机的距离直接影响菌落的位置计算，这是琼脂高度改变引起的变量因素。较低的琼脂高度导致菌落到相机的距离更远，使相机获取的菌落大小较实际情况更小。另外，较高的琼脂高度导致菌落到相机的距离更近，使菌落看起来更大。
A)“正常”高度琼脂 B)更高的琼脂高度 C)更低的琼脂高度
为了克服这种常见误差，PIXL内置了一种智能度量标准，自动侦测琼脂高度并据此调整菌落位置信息。
为了检测这一性能，向Singer PlusPlates中倾注不同体积的琼脂，并将芽殖酵母细胞点种到这些琼脂上，培养2天后，从每块板上挑取96个菌落。其准确性通过两种方法测定：一是通过在源板上寻找挑取痕迹；二是通过在目标板上培养菌落并检测菌落的生长。
结果发现，当平皿中有34~46ml琼脂时，相当于琼脂高度在4.7~6.3cm，挑取准确率高于99%。40ml琼脂的高度为5.5cm，是Singer PlusPlate平皿高度的一半。
PIXL在不同的琼脂高度上，挑菌准确率高于99%
在另一个单独的测试中，发现平皿中琼脂不平，可能是准备平皿时桌面不平导致的，但这并不会影响挑取的准确性。PIXL在平皿的不同位置成功挑取了40个菌落。这进一步证实挑菌平台可以适应不同琼脂高度的平皿。
Singer-PIXL三大优势
1友好的用户界面
Singer-PIXL使用触摸屏界面来引导用户完成整个工作流程，并能在几分钟内选择正确的菌落。对于用户而言，它的操作非常简单，通常10分钟就能让新用户掌握软件功能的90%。简而言之，轻松无忧。
2精准挑选的技术
PIXL拥有着新研发的挑取技术—Pinpoint ，能保障实验过程的可靠性和无菌性。其挑选菌落的针头无需像使用金属针的挑菌设备一样，每次都必须对其进行灭菌。Singer-PIXL使用的是基于聚合物材料的PickupLine无菌挑菌线，该材料能被切割以产生无菌末端作为新针头来转移微生物菌落，去除清洗灭菌环节，降低交叉污染的风险，减少耗材成本。
3自动识别琼脂厚度
精准挑选技术的另一个优势是可以自动应对琼脂厚度的变化，以确保在不损坏琼脂平板的情况下挑选并转移平板上的菌落 。而且执行挑选的精准度可达50微米，确保细小菌落的准确挑取。优化的挑取动作适用于大多数的粘性菌：挖、高频振动、轻拍。
PIXL作为新一代高通量高精度菌落挑取工作站，有着无与伦比的优势，从研发到设计、从模型到实践，都是面向用户的真实反馈和体验。作为英国SINGER公司在大中华区的独家合作伙伴，磐麦科技将会和SINGER一起继续努力，不断进步，为广大科研客户提供帮助。
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