贝克曼库尔特 Biomek 与 Echo 用于 siRNA 高通量筛选自动化：从转染优化到检测前处理 

随着新药研发成本持续攀升，精准治疗需求不断增长，小核酸药物正成为生物医药研发中备受关注的方向之一。在功能基因组学和靶向药物研发中，siRNA高通量筛选可用于解析基因功能、挖掘疾病相关靶点，并支持RNA干扰药物研发中的前期筛选工作。

siRNA筛选流程通常涉及文库制备、转染条件优化、细胞铺板、样本处理和检测分析等多个步骤。传统手工操作在高通量场景下容易受到移液误差、通量限制、重复性波动、边缘效应和人力成本等因素影响，从而影响实验执行效率和数据一致性。

贝克曼库尔特生命科学 Biomek i-Series 自动化液体处理工作站 与 Echo 声学液体处理系统 可应用于siRNA筛选流程中的多个关键环节。Biomek适合整板化、多通道、自动化液体处理和流程整合；Echo可通过声学移液实现纳升级至低微升级的非接触式液体转移，适用于珍贵siRNA样本、转染脂质和小体积反应体系的精准分配。

通过将自动化液体处理平台应用于siRNA筛选流程，研究人员可在文库制备、转染优化、细胞处理和检测前处理等环节提升流程一致性，并更高效地开展多条件、多细胞系和多读数实验。

01 转染条件优化：DOE自动化，系统比较多因素组合

siRNA转染效果受到细胞类型、细胞密度、核酸用量、转染试剂类型、转染试剂用量、复合物孵育时间和检测方式等多因素影响。不同细胞系往往需要通过条件优化来确定合适的转染体系。自动化DOE实验设计有助于在统一流程下比较多种条件组合，减少手工操作带来的时间差和孔间差异。

Biomek实验示例

在Biomek实验示例中，细胞铺板采用HEK293细胞，使用96孔平底黑壁透底板，设置25,000和50,000 cells/100 μL两种铺板密度，并按列分布以便进行条件对比。铺板后通过i3X MiniMax成像确认细胞沉降和状态。

转染体系根据试剂说明进行设置，比较DNA 100 ng/孔与400 ng/孔，Lipofectamine 0.15 μL/孔与0.3 μL/孔，P3000按说明书比例添加，Opti-MEM作为稀释体系。

在关键时序控制上，Biomek可对每种预混体系自动错开启动，使“混合至有效载荷加样”的孵育时间统一为12分钟。加样时，有效载荷在液面下约1 mm加入，并配合缓慢吹吸和倾斜混匀，以提升操作一致性。

转染后，细胞在37°C、5% CO₂条件下培养。检测环节先使用EVOS进行明场和GFP成像，并保持一致成像参数；随后使用贝克曼库尔特 CytoFLEX 流式细胞分析仪进行定量分析。

图2：代表性的流式细胞术门控策略，从左上角顺时针：选择细胞、选择单线态细胞、将荧光门应用于阴性对照（仅限培养基）孔和将荧光门用于转染细胞孔

实验结果显示，较高DNA浓度可能影响细胞状态。在400 ng条件下，无论是定性荧光成像还是定量流式细胞术数据，转染效率均有所降低。对于Lipofectamine剂量，在多数条件下，0.15 μL和0.3 μL在下游转染效率方面未观察到显著差异，但在50,000个细胞接种密度且加入高DNA浓度的条件下除外。

Echo实验示例

Echo声学液体处理系统依靠声波实现非接触式液体转移，单滴基础体积可为2.5 nL或25 nL，并可通过组合实现纳升级至低微升级体积处理。Echo支持自定义源孔、目标孔和转移体积，适用于多维条件矩阵筛选。

在siRNA转染优化中，Echo可用于分配转染脂质与siRNA，建立不同浓度和条件组合的优化矩阵。由于无需吸头，Echo可减少吸头消耗，并降低接触式转移带来的交叉污染风险，适用于珍贵siRNA和转染脂质的微量分配。

图4：Echo移液系统分配转染脂质与小干扰RNA（siRNA）的转染优化矩阵微孔板排布图，用于测定转染效率与脂质细胞毒性；转染实验操作流程；BT-20细胞转染PLK1、GL2 siRNA 6天后，在整套转染优化梯度条件下的细胞活力检测结果

在相关实验设计中，PLK1转染组细胞活力＜20%可作为基因敲低效率良好的判断标准；GL2对照组细胞活力＞80%则提示转染试剂毒性较低。

实验结果显示，在10株肿瘤细胞中，有9株可以筛选出满足标准的转染条件。不同转染脂质在不同细胞系中的表现存在差异：Lipofectamine RNAiMAX在5株细胞中为较优选择；HiPerFect在同等浓度下脂质毒性较低，但PLK1敲低杀伤效果相对较弱。对于增殖较慢或蛋白半衰期较长的细胞，6天孵育时间有助于获得更理想的检测结果。

在效率方面，Echo完成单块384孔优化矩阵约需3分钟，相比手动稀释移液可明显缩短多细胞系条件摸索周期。

02 文库制备与分装：精准分装，降低交叉污染风险

siRNA文库通常样本珍贵、孔位数量多、对照设置复杂。手工分装容易出现体积误差、样本交叉污染、孔位排布不一致和人工核对负担增加等问题。对于高通量筛选实验而言，文库分装和对照布局的准确性会直接影响后续筛选流程的执行质量。

Biomek解决方案

贝克曼库尔特 Biomek i-Series 自动化液体处理工作站 可通过灵活8通道与MC96/384通道移液模块，完成整块384孔板siRNA稀释和分装。平台可根据实验设计自动完成阳性对照、阴性对照和空白对照的标准化排布，减少人工核对和手工排布带来的误差。

在文库分装过程中，一次性吸头和防污染设计有助于降低样本交叉污染风险。对于包含GAPDH/TOX siRNA等阳性对照、非靶向siRNA阴性对照以及空白对照的筛选板，自动化排布可提升板内布局的一致性，便于后续数据分析和结果比较。

03 细胞铺板与转染：反向转染自动化，提升通量与一致性

在高通量siRNA筛选中，细胞铺板不均、转染复合物孵育时间不一致以及边缘效应，都是造成数据偏差的重要因素。尤其在96孔和384孔板中，手工操作带来的时间差、体积差和孔间差异容易被放大。

Biomek解决方案

Biomek可支持反向转染全流程自动化。该流程通常先将siRNA-转染复合物加入孔板，再加入细胞悬液，从而同步完成铺板与转染设置。通过大体积多通道移液头，Biomek可实现整板快速分液，有助于提升细胞铺板均一性。

在长时间孵育或多板并行实验中，边缘孔蒸发会影响孔间一致性。Biomek可自动化添加边缘孔缓冲液，用于降低蒸发导致的边缘效应。平台还可与高通量培养箱等设备整合，支持更连续的细胞处理流程。

通过自动化细胞铺板、转染复合物添加和边缘孔处理，Biomek可帮助研究人员在高通量siRNA筛选中提升流程一致性，并减少重复性手工操作。

04 样本前处理：无人值守，适配多类型检测

siRNA筛选后的检测前处理通常包括细胞染色、裂解、上清收集、样本稀释、培养基置换和反应体系分配等步骤。这些操作孔位多、体积小、步骤重复，手工处理容易引入操作差异，并影响后续检测结果的一致性。

Biomek解决方案

Biomek可通过灵活8通道与MC96/384通道自由切换，适配多种检测前处理流程，包括CCK-8、荧光染色、裂解液添加、培养基置换和样本转移等。平台可完成小体积染色剂分液、大体积培养基置换等操作，并减少手工处理负担。

此外，Biomek还可与培养箱、离心机、洗板机等设备整合，支持“移液-孵育-洗涤-收集”等连续自动化流程，为后续检测输出更稳定的样本准备条件。

Echo 525解决方案

Echo 525声学液体处理系统可用于细胞裂解液直接上样的一体化自动化RT-qPCR工作流。该流程可减少传统手工384孔分液中的体积误差和试剂消耗，适用于基因表达检测、拷贝数检测和细胞高通量筛选等应用场景。

图5：裂解产物无需纯化，直接通过Echo声学移液系统分配至预先配制完成的Luna通用一步法RT-qPCR反应体系中；实验共设计检测24个基因的相对表达量；每个基因设置6组生物学重复（对应细胞培养源板不同孔位）、每组设置2次技术重复，总计288组qPCR反应

在相关实验流程中，细胞先在Echo认证384孔板中培养，随后使用Luna裂解液在室温裂解10分钟。裂解后，上清通过Echo声学液体处理系统直接转移至预先配制完成的Luna通用一步法RT-qPCR反应体系中，无需RNA抽提。

该实验共设计检测24个基因的相对表达量，每个基因设置6组生物学重复，对应细胞培养源板不同孔位；每组设置2次技术重复，总计288组qPCR反应。

染料法验证结果显示，生物学重复与技术重复CV均值＜1.3%，最低丰度基因CV≤2.5%。探针法额外检测19个靶标时，同样获得良好重复性。该流程可用于高通量siRNA敲低筛选和药物处理后的基因表达批量检测，并有助于缩短检测前处理时间。

05 高通量整合与数据追溯：设备对接，实验流程可记录

siRNA筛选通常需要对接多类设备，包括液体处理平台、培养设备、成像系统、酶标仪、PCR仪和qPCR仪等。若依赖人工在不同设备之间切换，容易增加样本顺序、孔位映射和操作记录出错的风险。

Biomek解决方案

Biomek支持与多类实验和检测设备整合，包括酶标仪、高内涵成像系统、PCR仪和qPCR仪等，可用于构建从筛选到检测前处理的自动化流程。通过可视化编程软件，研究人员可根据实验需求搭建自动化方法，减少复杂流程对人工操作的依赖。

DART全流程数据管理可用于记录实验过程中的关键操作信息，例如移液体积、样本ID和流程步骤等。与LIMS系统对接后，可进一步支持样本信息和实验流程追溯。对于多板、多批次、多条件的siRNA筛选项目，流程记录和数据追溯有助于提升实验管理效率。

总结

siRNA高通量筛选涉及文库制备、转染条件优化、细胞铺板、样本前处理、检测准备和数据追溯等多个环节，对移液精度、流程一致性、通量和可追溯性都有较高要求。传统手工操作在复杂筛选流程中容易引入孔间、板间和批间差异，因此自动化液体处理平台可为高通量siRNA实验提供重要流程支持。

贝克曼库尔特生命科学 Biomek i-Series 自动化液体处理工作站 可用于siRNA文库分装、细胞铺板、反向转染、样本前处理和设备整合；Echo 声学液体处理系统 可用于纳升级非接触式液体转移、转染条件优化矩阵和RT-qPCR检测准备。二者可根据实验需求应用于siRNA筛选的不同流程环节，支持从条件优化到检测前处理的自动化执行。

对于功能基因组学研究和RNA干扰相关筛选实验，自动化平台可帮助提升实验流程一致性，减少重复性手工操作，并为多细胞系、多条件和多检测方式的高通量筛选提供支持。

FAQ

1. siRNA高通量筛选为什么需要自动化？

siRNA高通量筛选涉及大量移液、分装、细胞处理和检测前准备步骤。自动化平台可帮助减少手工操作差异，提高板内和板间一致性，并支持多条件、多细胞系筛选流程。

2. Biomek i-Series 在siRNA筛选中主要用于哪些环节？

Biomek i-Series 可用于siRNA文库分装、细胞铺板、反向转染、试剂添加、染色、裂解、样本转移和检测前处理等任务，适合多步骤、整板化和高通量液体处理流程。

3. Echo声学液体处理系统适合哪些应用？

Echo适合纳升级至低微升级液体转移，可用于siRNA、转染脂质和qPCR反应体系等珍贵试剂的微量分配，也适合构建多维条件矩阵进行转染优化。

4. siRNA转染优化为什么需要多条件矩阵？

siRNA转染效果与细胞类型、细胞密度、siRNA浓度、转染试剂类型和用量、孵育时间等因素相关。多条件矩阵有助于系统比较不同组合条件下的实验表现。

5. Echo 525用于RT-qPCR检测准备有什么特点？

Echo 525可将细胞裂解上清直接转移至qPCR反应板，减少传统手工384孔分液带来的体积差异，并可用于高通量基因表达检测和siRNA敲低筛选后的检测准备。

6. 自动化siRNA筛选如何支持数据追溯？

自动化系统可记录样本ID、移液体积和流程步骤，并可与数据管理系统或LIMS对接，支持多板、多批次和多条件实验的流程追溯。

参考文献

[1]、Acoustic Liquid Handling for Rapid siRNA Transfection Optimization

[2]、High-throughput qPCR and RT-qPCR Workflows Enabled by Beckman Coulter Echo Acoustic Liquid Handling and NEB® Luna® Reagents

[3]、Leveraging acoustic and tip-based liquid handling to increase throughput of SARS-CoV-2 genome sequencing

[4]、Biomek i-Series Automation of the DNAdvance Genomic DNA Isolation Kit

[5]、Host Cell Residual DNA Testing in Reduced Volume qPCR Reactions Using Acoustic Liquid Handling

[6]、应用说明《使用Biomek i3自动化工作站进行自动化细胞铺板和基于脂质体的瞬时转染实验设计（DOE）》

Meta Title：贝克曼库尔特Biomek与Echo用于siRNA高通量筛选自动化｜小核酸药物研发

Meta Description：了解贝克曼库尔特生命科学Biomek i-Series自动化液体处理工作站与Echo声学液体处理系统如何支持siRNA高通量筛选流程，包括转染条件优化、文库分装、细胞铺板、样本前处理、RT-qPCR检测准备和数据追溯。

Meta Keywords：贝克曼库尔特, Beckman Coulter, Biomek, Echo, siRNA筛选, 小核酸药物, RNA干扰, 高通量筛选, 自动化液体处理, 声学液体处理, 转染优化, siRNA文库, RT-qPCR, 功能基因组学

URL 建议：/life-sciences/biomek-echo-sirna-screening-automation