突破性技术：高通量培养细胞

高通量培养细胞

生物通报道：细胞培养已经成为了一种在生命科学领域基础研究和临床应用研究中被广泛应用的一种实验技术，从药物研发，到疫苗研制，再到给他基因功能的分析，都离不开细胞培养。但是直至今天，细胞培养基本上依然是一项繁重的，大多需要手动的操作技术，近期来自Fraunhofer制造技术与自动化研究所联合马普协会分子细胞生物学研究所等处研发了一个可完全自动培养细胞的系统。

（这台仪器的出现意味着细胞培养全自动时代的到来，图片来源：Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA）

这一设备由多个模块组成，包括能移动细胞培养容器（多滴定板）的机器臂，一个能观察细胞，评估其状态，以及培养物生长情况的显微镜，IPA组长Albrecht Brandenburg博士介绍说，将这些平板传送到显微镜台上，显微镜能自动聚焦，开启镜头，并点亮所需要的光源。这整个光学系统经过设计，能在高湿度条件下工作——而这种高湿度正是细胞培养所需的，显微分析的结果则被用于系统调控，这种能自动调控，培养细胞的技术是首次出现。

计算机程序能分析显微图片，检测并辨别容器表面覆盖细胞浓度，如果已经形成合适的细胞群落的话，那么另外一个模块：一个空心针就会从培养物中选取100-200微米大小的细胞，放置于新容器中。系统管理员可以通过软件调整识别模式，一旦出现新细胞类型，就能找到其所在样品区域，这样系统就能自动识别出细胞类型。

现代生命科学研究领域发展迅猛，人类基因组已经测序完成，但是还留下了许多未解之谜，我们知道基因组能为不同蛋白提供编码信息，但是这些蛋白的作用是什么呢？哪些蛋白调控健康生物细胞分裂，哪些又出现在肿瘤组织中呢？

要了解这些不同蛋白的功能，科学家们需要培养细胞，从中分析不同蛋白的作用。细胞培养需要研究人员用移液器不断的将细胞培养物，从一处转移到另外一处，这样才能持续分析细胞。迄今为止，大部分的研究人员还是需要手工完成这一步骤，这不仅是一份繁殖重复的工作，而且还容易造成污染，或者操作不标准，影响实验结果。

这项新设备的诞生无疑是为细胞培养带来了福音，近期这一设备在马普研究所安了家，这将有助于研究人员揭开不同蛋白功能之谜。研究人员可以将人类基因组片段注入细胞中，这些DNA片段翻译成蛋白，其在细胞中的位置就能帮助我们了解这些蛋白的功能。目前这一设备系统已经能每月高通量完成500个细胞培养，这一细胞工厂也可以用于其它方面，比如检测不同药物的有效性。由于这一系统是由模块组成，因此科学家们，或者企业研究人员可以选择其中的某一模块，来优化自己的实验。

（生物通：张迪）

原文首段：

Cell cultures from a machine

Cell cultures form the basis of day-to-day research work in applications that range from the development of drugs and vaccines to the decoding of functions of individual genes. Up until now, cell cultures have been sown, tended, observed and transferred to vessels – all by hand. A new device automates these worksteps completely.

Fraunhofer协会

弗劳恩霍夫应用研究促进协会（Fraunhofer-Gesellschaft），国内常译为弗劳恩霍夫研究所，是德国也是欧洲最大的应用科学研究机构。弗劳恩霍夫协会是被认为和马克斯·普朗克协会并驾齐驱的德国最高水平的两大科研机构之一，在国际上享有盛誉。相比普朗克研究所基础科学方面的造诣，她更偏重于应用科技的研究。1991年，世界上第一台MP3就产生于弗劳恩霍夫协会位于埃尔兰根的集成电路研究所。

这一协会是公助、公益、非盈利的科研机构，为企业，特别是中、小企业开发新技术，新产品，新工艺，协助企业解决自身创新发展中的组织、管理问题。其下设62个研究所（截止2008年），遍布德国各地，总部位于慕尼黑。近13000科研人员一年为3000多企业客户完成约10000项科研开发项目，年经费逾10亿欧元。其中2/3来自企业和公助科研委托项目，另外1/3来自联邦和各州政府，用于前瞻性的研发工作，确保其科研水平处于领先地位。为满足企业及社会的需求不断的提供高质量的研发服务。