涉及細(xì)胞生物學(xué)、細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)、藥物、蛋白質(zhì)表達(dá)、癌癥生物學(xué)、再生醫(yī)學(xué)、納米材料等科學(xué)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)重依賴細(xì)胞培養(yǎng)物的使用。

已經(jīng)建立了細(xì)胞培養(yǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的方法，以執(zhí)行建立、生長(zhǎng)和維護(hù)細(xì)胞培養(yǎng)的過程，取代了以前大量依賴人工的系統(tǒng)。

自動(dòng)化系統(tǒng)可以執(zhí)行曾經(jīng)由實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員負(fù)責(zé)的過程的所有關(guān)鍵部分，例如在液體中培養(yǎng)培養(yǎng)物、電鍍培養(yǎng)物、稀釋樣品、將培養(yǎng)物放入孔中等等。這些自動(dòng)化方法因其能夠節(jié)省時(shí)間和資源以及提高樣品的準(zhǔn)確性和質(zhì)量而廣受歡迎。

如果沒有自動(dòng)化，通過細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)品是一個(gè)乏味且耗時(shí)的過程。在從細(xì)胞生長(zhǎng)和收獲到重新播種和分析的所有階段，必須保持適合細(xì)胞的特定環(huán)境參數(shù)。必須仔細(xì)控制細(xì)胞生長(zhǎng)的培養(yǎng)基，并控制冷凍和解凍速率以確保一致和可行的細(xì)胞系。

此外，使用這些細(xì)胞培養(yǎng)物的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員需要接受全面培訓(xùn)，才能獲得正確、徹底地進(jìn)行這一過程所需的技能，沒有任何錯(cuò)誤，也不會(huì)污染培養(yǎng)物。在此過程中犯下的任何錯(cuò)誤都可能代價(jià)高昂，尤其是在需要大量細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)。出于這個(gè)原因，許多實(shí)驗(yàn)室，尤其是制藥實(shí)驗(yàn)室，投資了細(xì)胞培養(yǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng)。由于嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化要求和學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對(duì)吞吐量的需求增加，自動(dòng)化系統(tǒng)的使用幾乎成為強(qiáng)制性的。



細(xì)胞培養(yǎng)自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)
使用自動(dòng)化細(xì)胞培養(yǎng)過程顯著的優(yōu)勢(shì)是它取代了必須由合格人員使用儀器完成的重復(fù)性手動(dòng)工作的時(shí)間。這意味著可以將熟練的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員重新部署到他們的專業(yè)知識(shí)更有價(jià)值的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。這節(jié)省了與人力相關(guān)的成本，并允許企業(yè)將其資源用于更有利可圖的領(lǐng)域，例如研發(fā)。

使用自動(dòng)化細(xì)胞培養(yǎng)過程的另一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是可以對(duì)機(jī)器進(jìn)行編程以執(zhí)行細(xì)胞培養(yǎng)任務(wù)，其精度高于人類所能保證的水平。此外，它們不受疲勞和粗心等人為因素的影響。這意味著自動(dòng)化系統(tǒng)的錯(cuò)誤率和污染率更低，從而提高了培養(yǎng)質(zhì)量并降低了錯(cuò)誤成本。此外，機(jī)器可以比人類工作得更快，而且不需要休息；因此，這使自動(dòng)化系統(tǒng)能夠以比人類更高的速度創(chuàng)建細(xì)胞培養(yǎng)物。

終了，自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施消除了實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員面臨的某些健康和安全風(fēng)險(xiǎn)。例如，細(xì)胞培養(yǎng)過程的費(fèi)時(shí)費(fèi)力不僅使產(chǎn)量低下，也容易使工人容易受到重復(fù)性勞損。

細(xì)胞培養(yǎng)自動(dòng)化流程
許多生物反應(yīng)器公司已經(jīng)開發(fā)了他們的細(xì)胞培養(yǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)版本。每個(gè)系統(tǒng)的工作方式略有不同，并且具有不同的功能。這些系統(tǒng)也根據(jù)其預(yù)期用途而有所不同。下面概述了此類系統(tǒng)的工作原理。

一些系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于自動(dòng)化細(xì)胞培養(yǎng)以用于藥物開發(fā)，自動(dòng)化細(xì)胞生產(chǎn)，以及膜制備和體外篩選步驟。剛開始開發(fā)這些系統(tǒng)是為了簡(jiǎn)化藥物開發(fā)工作所需的大量可行膜的生產(chǎn)過程。

通過將工業(yè)自動(dòng)化方法應(yīng)用于細(xì)胞培養(yǎng)的手動(dòng)過程，設(shè)計(jì)了其他更通用的自動(dòng)化細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)不需要人工監(jiān)督，機(jī)械臂取代了這些過程中的人工組件，它被編程（機(jī)械臂）從自動(dòng)傳送帶中選擇培養(yǎng)物并執(zhí)行所有必要的任務(wù)，而無(wú)需人工干預(yù)。結(jié)構(gòu)生物學(xué)和藥物發(fā)現(xiàn)一直在廣泛使用這類系統(tǒng)。

目前，有一些成熟的細(xì)胞培養(yǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)完全重新設(shè)計(jì)了細(xì)胞培養(yǎng)過程，而不是模仿手動(dòng)方法來(lái)培養(yǎng)細(xì)胞了。