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洗板机可否用于核酸实验板

洗板机作为自动化实验设备的重要成员,最早被设计用于酶联免疫吸附试验(ELISA)体系中的多孔板清洗。然而随着生命科学研究不断向高通量与自动化方向推进,洗板机的应用逐渐扩展到细胞实验、磁珠清洗、生化筛选甚至核酸提取与检测等多个领域。

一、核酸实验板的特性与用途简述

核酸实验板(Nucleic Acid Extraction Plate),也称为“核酸提取板”或“96孔过滤板”,是基因组DNA、RNA、病毒核酸等样本处理过程中使用的一种标准格式微孔板。根据提取原理不同,可分为以下几种:

板类型特点适用方法
硅胶膜过滤板含有硅基亲核酸膜层固相吸附法
磁珠结合板孔底适配磁力平台磁珠分离法
无底孔分液板用于裂解、结合、洗涤可配磁板或手动吸液
深孔储液板单孔容量可达1–2 mL高通量核酸制备体系

这些板材多采用聚丙烯(PP)制造,以适应高盐、变性剂、酚/氯仿等强腐蚀环境。


二、洗板机工作机制简析

洗板机的基本功能是:

  • 加液:将指定体积洗涤液注入孔中;

  • 浸泡/混合:可设置等待或气泡搅拌;

  • 吸液:将液体快速排出至废液桶;

  • 重复循环:完成预设次数的洗涤操作。

标准洗板机使用12或8针洗头,在X/Y轴引导下依次覆盖96或384孔。部分高端型号支持磁珠清洗程序、上下吸液针差异设定、斜吸液/残液检测、底部清洗等特殊功能。


三、洗板机用于核酸板的前提条件分析

是否可以使用洗板机处理核酸实验板,需评估以下条件是否满足:

条件维度要求可否达成注意事项
板材兼容性需支持PP材质板大多数洗板机支持标准微孔板尺寸
液体兼容性酚/氯仿/异硫氰酸胍等视型号而定需避免有机溶剂腐蚀泵管
液体体积≥500 µL/孔的深孔板有限制标准洗头吸液深度有限,需定制洗头
吸液方式磁珠需避免吸走磁珠条件支持需配合磁架和上下吸头距离精调
残液控制残液<1–2 µL部分型号可达与核酸纯度密切相关
交叉污染严格防控有解决方案清洗路径与吸头设计需防回流

四、不同类型核酸实验中洗板机的适应性比较

1. 磁珠法核酸提取

可行性较高。现代洗板机(如Tecan、BioTek、国产瑞沃)具备磁珠模式:

  • 液体进出速度可调;

  • 吸液高度可设置在磁珠上方,防止误吸;

  • 加液后设定静置,允许磁珠沉降;

  • 可多轮洗涤+最后一次酒精脱水;

  • 干燥后转入PCR板或洗脱缓冲液中。

若使用“磁力支架+洗板机”组合,可在自动化平台中替代手动移液工作。

2. 柱式过滤板法

适应性中等。柱式滤膜板需吸力强、速度快,防止孔底残液影响洗脱效率。使用洗板机处理此类板时需注意:

  • 洗液不能太快注入,避免膜层扰动;

  • 吸液力需足够抽空溶液;

  • 滤膜孔径不能被蛋白/杂质堵塞,否则需要高压抽吸装置配合。

此类洗板建议选用具备“底部清洗+可调吸压”功能的型号。

3. 病毒提取与荧光PCR预处理

适用性需谨慎评估。此类实验对核酸纯度与无酶环境要求极高,洗板机若存在如下问题将不可接受:

  • 液路残留引起样本污染;

  • 多孔板操作顺序错误导致交叉污染;

  • 设备本身未清洁,带入DNA/RNA残留。

适用于对自动化标准要求较高的平台,例如医院PCR实验室,需选用已注册医疗器械资质的洗板机(如具备NMPA/CE-IVD认证型号)。


五、液体兼容性与清洗液注意事项

核酸实验常用洗涤液包括:

  • 含异硫氰酸胍(GuSCN)结合液;

  • 高盐洗液(NaCl、NaOAc);

  • 70–80%乙醇;

  • TE缓冲液或无RNA酶水(用于洗脱);

洗板机液路系统需满足以下要求:

  1. 耐腐蚀材质:液管和泵需为PTFE、硅胶、PEEK等材料;

  2. 残液排净能力强:酒精残留会影响PCR反应;

  3. 可自清洗:有自动“冲管”程序,防止液路交叉残留。

洗板机在使用这些液体后需运行纯水+酒精冲洗程序1–2轮,保持系统清洁。


六、避免核酸污染的控制措施

核酸实验的污染控制至关重要,因此在使用洗板机前后需采取以下措施:

  • 预防核酸酶污染:设备使用后用DEPC水或RNAse Away彻底清洗洗头与液路;

  • 分区操作:DNA提取与PCR体系搭建应在不同洁净区进行,避免洗板机造成交叉;

  • 一次性耗材清洁:吸液针定期更换或高压蒸汽消毒;

  • 紫外灭菌:实验后紫外消毒洗板机表面,减少环境RNA污染;

  • 封板操作规范化:使用密封膜覆盖,防止孔间气溶胶传播。


七、厂商设备支持情况对比

品牌是否支持核酸板清洗特色功能注意事项
BioTek(Agilent)磁珠模式、上下吸针独立控制提供抗污染软件模块
Tecan可与EVO集成,自定义液体控制成本较高
Thermo有限制专为ELISA设计液体兼容性差
瑞沃/赛康(国产)条件支持支持磁珠法但需设定参数需加强用户培训
LabSystems深孔板兼容性好适合手动台式核酸清洗

八、应用案例展示

实例1:第三方医学检验中心病毒提取自动线

  • 样本类型:唾液、鼻咽拭子

  • 提取方法:磁珠法 + 酶裂解

  • 洗板流程:

    • 加磁珠+结合液→洗板机自动洗涤三轮→酒精洗→干燥→洗脱

  • 结果:

    • 洗板机替代人工,通量提升200%,污染率降低至<0.1%。

实例2:高校基因工程实验课模块化操作

  • 板型:0.5 mL深孔板

  • 操作:手动移液结合半自动洗板

  • 目的:让学生理解固相清洗原理

  • 结果:学生操作一致性增强,洗涤效率提高


九、常见问题与误区纠正

常见误区正确解释
“洗板机只能用于ELISA”错。现代机型适用于多种实验流程,包括核酸操作
“洗板后不需冲洗设备”错。核酸残留极易造成污染,必须彻底清洗
“任何核酸板都能洗”错。需明确板材、是否配合磁架、是否深孔设计
“洗液换一下就行”错。洗液切换必须包括液路冲洗和程序设定调整
“设备污染可以忽略”错。在PCR时代,污染是失败的第一元凶

十、结语:洗板机可以服务核酸实验,但需“选型+策略+培训”三位一体

总结来看,洗板机并非只为ELISA而生。它完全可以进入核酸提取、清洗和前处理流程中,但前提是:

  • 设备选型需明确:是否支持核酸实验环境;

  • 使用策略需科学:吸液高度、流速、液体类型都应预设;

  • 操作人员需培训:标准SOP、污染控制、故障排查是必要保障。