
哪些应用无需使用洗板机?
一、整体均相反应(Homogeneous Assay)
均相试剂直接释放可检测信号,无需分离和洗涤便能区分阴阳孔,是最典型的不依赖洗板机场景。代表包括:
快速荧光偏振法(FP):小分子与大分子结合导致旋转相关时间改变,信号与结合率成正比。因为检测对象始终处于同一溶液,任何抽吸都会稀释或破坏体系。
HTRF 与 TR-FRET:供体铕配合物在微秒级寿命内激发受体染料;未结合分子在延迟计时窗口几乎不贡献读数,用时间分辨实现“虚拟洗涤”。
AlphaScreen / AlphaLISA:纳米级发光珠相隔 200 nm 内发生单氧自由基能量转移,一旦样品中出现配对抗体便自发发光,不清洗也能得到极高信噪比。
BRET 或 NanoBRET:萤光素酶标签蛋白氧化底物后发射 460 nm 光,若 5 nm 以内有荧光蛋白,能量即刻转移。因反应在活细胞内完成,清洗反而导致细胞丢失。
二、化学发光快速终点测定
ATP 定量(CellTiter-Glo)、细胞毒性(Caspase-Glo)、双荧光素酶报告等体系在加底物几分钟即读数,酶促发光瞬态稳定,背景光极低。抽吸多余液体既拖慢流程又可能让残余萤光素酶吸附孔壁产生杂散光,故无需洗板。
三、连续动力学酶学曲线
在 96/384 孔直接监测底物变色或增亮(如 NADH→NAD⁺ 340 nm 吸收下降或 Amplex Red 形成 resorufin 读荧光)。数据随时间点自动记录,一旦抽吸将迫使体系暂停,破坏零点时间。故这类实验更适合恒温震荡并实时读取,而非清洗。
四、终点吸光度比色一次性显色
BCA、Bradford、Lowry蛋白定量或 Griess亚硝酸测定,反应完成后无需除去多余染料,直接测 OD 即得浓度。去除溶液不仅浪费试剂,更会暴露孔底蛋白膜,使读数下滑。
五、磁珠“固相”分离替代洗板
现代 Dynabeads、MagPlex 将清洗步骤内化:磁铁将珠粒固定位,同步更换上清即可。在配套磁板上完成这一步甚至比传统喷针式洗板机更温和,减少涡流剪切,对低丰度靶标尤其友好。严格意义讲仍有“换液”,但操作不经由洗板机执行。
六、微流控芯片与器官芯(Organ-on-Chip)
芯片内部的泵与阀已内置“灌流—停流—等候—检测”循环,且流速通常仅几十 µL/h;外接洗板机会造成压力骤变,损伤 3D 细胞外基质。检测常基于原位荧光显微或阻抗传感,因此亦无需洗板机介入。
七、超小体积 1536/3456 孔筛选
在 2–4 µL 体系里,任何洗涤都易因表面张力导致孔液完全耗尽;高通量筛选 HTS 普遍选择一次性加样、立即读数的 Alpha 或 NanoLuc 体系,或使用 acoustic liquid handler 定点加底物,以保持孔间均一。
八、定量 PCR 与数字 PCR
qPCR 通过荧光探针或 SYBR Green 在线累积信号,抽吸操作会带入空气气泡、干扰荧光读取;其封板膜耐热黏合,一经撕开便不可复封,因而整个检测流程都不适用洗板机。数字 PCR 则将样品分割成上万微反应槽,更无洗涤空间。
九、基因测序文库制备磁珠纯化
Illumina、MGI 等二代测序文库纯化步骤采用 AMPure beads;加入乙醇、悬珠吸附、磁吸拉拢、弃液、空气晾干、洗脱,即可去除短片段和盐分。该过程在磁力架完成,若用洗板机喷针反而难以定位珠粒,而且管路携带高浓度乙醇存在腐蚀隐患。
十、流式细胞术与质谱流式
此类平台在单细胞或单颗珠粒水平激光扫描,样本最终不可避免进入 sheath fluid 高压通道。实验前多用离心与磁分选去除上清;若使用平底板上机,往往一次性读完,洗板机既无接口亦难对应流式进样的上样杯设计。
十一、细胞代谢实时分析
Seahorse XF 通过微探头测量 O₂ 与 pH 变化,探头插入后形成 7 µL 量测腔,体系极其脆弱。若冲洗会破坏探头与细胞单层之间的“微室”结构,因此注液—测量—混合三动作由主机自身注射器完成,外部洗板机无法介入。
十二、高灵敏表面等离子体共振成像(SPR)
SPR Biochip 同时监测折射率微变,实验需流动缓冲连续冲刷但体积常为数十 µL/min,且芯片通道已嵌入仪器。与孔板无关,自然不存在洗板机需求。
十三、经济与风险考量
耗材节省:均相与发光试剂昂贵,任何清洗都会牺牲可检信号;对于 10 000 孔/日的筛选工厂而言,每孔 0.5 µL 的损耗即是天文数字。
交叉污染风险:洗板针若维护不当,残留上一次实验抗体或细胞碎片,会在灵敏度极高的 Alpha 体系中制造假阳性。无需洗板的方案天生规避该隐患。
设备简化:小型初创实验室往往无独立无菌间,洗板机会喷雾形成气溶胶,为生物安全带来额外负担;均相与磁珠方案可在普通生化台完成。
对易脱附细胞友好:血管内皮、神经元、心肌细胞贴壁力弱,连温和的真空抽吸都会掉片。采用 NanoBRET、荧光钙指示剂等无洗涤检测,可在原位长期追踪。
结语:
洗板机极大地推动了经典 ELISA 与多步骤细胞学检测,但它并非万能。随着均相化学发光、时间分辨 FRET、磁珠分离、微流控、以及小体积高通量筛选技术迭代,不依赖洗涤的实验类型愈发丰富。评估一项新方法时,首先问自己:“目标指标能否通过空间或时间的天然选择性直接分辨?能否以物理方式(延迟读数、磁固定、专用探头)代替多次冲洗?”若答案是肯定的,那么洗板机可能就不再是必需品。通过合理选择无需洗涤的应用方向,既能缩短操作周期,降低交叉污染,又可显著节约试剂与维护成本,最终让实验室在效率、准确度与安全性间取得更佳平衡。
