在高通量筛选实验室中使用 FORMULATRIX®公司的TEMPEST® 系统进行试剂点样

介绍

跨国生物技术公司 Life Technologies 为支持其 SelectScreen® 服务业务，研究并测试了各种自动化液体处理器，以简化向 Z´-LYTE® 384 孔板中添加三磷酸腺苷 (ATP) 的过程。经过严密的测试，FORMULATRIX公司的TEMPEST系统满足了 Life Technologies 对可靠性、准确性和精密度的所有严格要求。现在TEMPEST 系统已是 Life Technologies 工作流程中的日常伙伴。

关于Life Technologies公司

Life Technologies是一家生物技术背景的跨国公司，为不同的生命科学专业人士提供世界一流的产品和服务。其所提供的这些系统、耗材和服务帮助研究人员加快了科学探索，促进了研究发现和发展，改善世界各地人们的生活。

Life Technologies的SelectScreen®服务（www.lifetechnologies.com/discoveryservices）为药物研发客户提供了高通量筛选和化合物分析服务。其生化和细胞检测形式的多样化组合可用于激酶、G蛋白偶联受体（GPCRs）、核受体、离子通道、P450s和基因KCNH2（hERG）筛选。有特殊需求的客户可以与SelectScreen®服务团队合作，进行定制化的测定开发和筛选。自2004年以来，他们已经完成了17000多个项目，其中超过99.5%的项目都按时交付。

SelectScreen® 服务团队致力于在遵照客户时间计划表的同时提供高质量的筛查数据。为了满足这些要求，该团队在这些服务的各个方面都采用了严格的质量控制和自动化流程。在基于条形码特定工作列表的自动化处理过程中同时分配试剂时，团队所使用设备提供的高准确度、精密度以及灵活性至关重要。

2012 年，SelectScreen® 团队着手购买一台新设备，以简化向 384 孔板添加 ATP 的流程。这一新仪器 需要满足以下严格要求：

• 非接触式分配，样品之间没有残留。

• 小体积分液，分液体积范围为2.4 μL 至 5.0 μL 。 

• 高通量筛选，每小时能够处理 50多 个 384 孔板。

• 能够将多达 11 种不同的试剂分配到特定/离散的微孔板位置。

• 能够读取微孔板条码信息以检索微孔板特定的分配列表和做到适宜分配。

• 为终端用户做到最大易用性。

• 强大的仪器性能以及提供快速维护和维修服务。

• 处理所有试剂的死体积都很低。

基于这些要求，他们选择了来自 FORMULATRIX 公司的TEMPEST 液体处理系统并对其进行评估。

关于TEMPEST

FORMULATRIX公司的TEMPEST系统是一种基于专有模块化微流控芯片技术的非接触式散装试剂分液器。通过配置，它可以通过 96 个单独控制的通道同时输送多达12种不同液体的任何体积。TEMPEST获得专利的微流体阀组使用正排量技术将离散体积的液体分配到 96、384 或 1536 孔板中，每种液体的不可恢复死体积低至50µL。可选用的堆栈器和条形码阅读器为该仪器增加了灵活性。

性能测试和结果

在购买新设备并用于日常筛选活动之前，设备必须经过彻底的功能和非功能测试。以下是为评估FORMULATRIX公司的TEMPEST系统而进行的一些功能测试，以及最终决定购买该设备和后续日常使用该设备的测试结果。

I. 准确度和精密度测试

SelectScreen®实验室中使用的任何设备都必须具备非常高的重复性和再现性。该团队在分配 2.4uL 缓冲液时需要 95%以上的准确度，对所有安装的芯片分配 2.4 μL 缓冲液时需要 90%以上的准确度。

在这些测试中，Life Technologies公司的1x 激酶缓冲液A与作为分配试剂的10nM的荧光素混合。用TEMPEST 系统将 2.4uL、 10nM的荧光素分配到微孔板上，并用 12.6uL 激酶缓冲液 A 手动回填。摇振微孔板，以 1000 RPM 离心一分钟，并培养一小时。通过重量分析确定准确度，使用Tecan Safire2™荧光读板机在 485/520 nm 激发/发射波长下确定精密度 (%CV) 。这些测试的结果完全在要求的值之内，如表 1 所示。

II. 溶液残留测试

为了保证分析的完整性，在分液时必须保证微孔板中残留最少的溶液或是无溶液残留。为了对此进行测试，使用 Labcyte Echo 声学分液器在奇数列中用 100% DMSO 中的20nL 、1mM 的荧光素填充两块测试板。然后使用TEMPEST 将激酶缓冲液 A 分配到所有孔中，包括空孔和含有荧光素的孔，最终分液体积为 15uL。TEMPEST 还向一块空的不添加缓冲液的微孔板中分配了 15uL 缓冲液。摇振所有微孔板，以1000 RPM 离心一分钟，然后培养一小时。在 Tecan Safire2™读板器上以 485/520 波长对所有微孔板进行读取，且所有微孔板都有固定增益。分析测试板上仅加缓冲液孔的荧光值并与不添加缓冲液的微孔板的荧光值进行对比。如表 2 所示，Blank Plate和Test Plate上的仅加缓冲液的孔具有可比的标准偏差、精度和荧光值 (RFU)。 

此外，通过运行 12 点标准曲线来测试直接稀释分液，使用 TEMPEST 分配荧光素作为直接滴定，然后加入激酶缓冲液，最终体积为 15uL。在激酶缓冲液中，起始浓度为10uM的荧光素经过1.5 倍稀释。振摇微孔板，以1000 RPM 离心一分钟，然后培养一小时。在 Tecan Safire2™ 读板器上以 485/520 nm 激发/发射波长读取微孔板。 TEMPEST 能够实现 1.49 倍的平均稀释，或 99% 的准确滴定。

III. 功能测试，ATP 分液

为了在 TEMPEST 上测试 ATP 分液性能，将TEMPEST 与手动添加 ATP 进行并排比较。使用所有 11 种 ATP 试剂浓度进行了 20 次测定。使用自动分液获得的抑制百分比值优于手动添加获得的值，表明 TEMPEST 对于向 Z’LYTE® 检测板添加 ATP 的效果很好（图 1）。

TEMPEST使用

SelectScreen® 激酶分析团队经常使用 TEMPEST 将 ATP 分配到 Z´-LYTE® 检测板中。 Z´-LYTE®生化分析采用基于荧光的偶联酶形式，并基于磷酸化和非磷酸化肽对蛋白水解裂解的不同敏感性。 ATP 是该测定的能量来源，反应中 ATP 的量对激酶的“活性”或底物的磷酸化量有影响。

SelectScreen® 生化分析服务为超过275 种激酶提供基于活性的检测，提供 10 µM ATP、100 µM ATP 和 Km 表观。这需要 11 种不同的 ATP 浓度范围从 5 µM 到 500 µM 的单独试剂溶液。该团队需要一台具有动态试剂选择的仪器，以便为根据提供的工作清单进行的每项检测采购合适的试剂。

由于分配后的 ATP 浓度对测定完整性至关重要，因此输送 ATP 的方法必须非常精确和准确。由于每块检测板的板布局都是独一无二的，因此该步骤在自动化时效果最佳，以确保将正确的 ATP 试剂以高可信度输送到正确的孔中。

在常规生产运行中，TEMPEST 读取检测板上的条形码，该条形码链接到一个文件，该文件列出了该特定板的源 ATP 试剂和目标孔。然后 TEMPEST 基本上同时将各种 ATP 试剂分配到正确的孔中。该仪器还提供微孔板分配和分配时间的审查跟踪。

总结

SelectScreen®服务的执行有着严格的质量控制和自动化流程，以确保每次都能提供可靠的数据。 TEMPEST 已达到 Life Technologies 在其服务中使用自动化所需的高标准，现在已成为其日常工作流程的一部分，该工作流程帮助提高了效率和增加了吞吐量，使Life Technologies 能够向其客户提供高质量的数据甚至缩短项目完成时间。