临床样本预处理是医学检验、分子诊断及药物研发的关键环节,其效率与准确性直接影响后续分析结果的可靠性。博清生物科技(南京)有限公司研发的自动分液系统作为高精度、智能化的液体处理平台,通过自动化、标准化操作显著提升了样本分液、分装及前处理的质量与通量。
临床样本(如血液、尿液、组织匀浆、分泌物等)的预处理是连接样本采集与检测分析的核心步骤,涉及样本离心、分装、稀释、加标、过滤等多环节操作。传统人工处理存在效率低、通量受限、人为误差高及生物安全风险大等问题,尤其在大规模筛查(如传染病检测、癌症早筛)或高通量实验(如基因组学、蛋白质组学研究)中矛盾更为突出。自动化样本处理技术的发展为解决这些挑战提供了可行方案,其中自动分液系统凭借高精度液体转移、批量化操作及流程整合能力,成为临床实验室提升效率与质量的关键工具。
博清生物科技(南京)有限公司作为专业实验室自动化设备供应商,其自主研发的自动分液系统以精密机械设计、智能软件控制及模块化功能为特色,适用于多种临床样本类型的预处理需求。本研究旨在深入剖析该系统在临床场景中的技术优势、实际应用效果及对实验室标准化建设的促进作用,为相关领域的技术选型与流程优化提供参考依据。
一、临床样本预处理的核心挑战
临床样本预处理需兼顾样本完整性、操作规范性及结果可追溯性,主要面临以下痛点:
(一)人工操作局限性:手动分液易引入移液误差(如体积偏差、交叉污染),重复性差,且通量受限于人力与时间,难以满足突发检测需求或大规模项目要求。
(二)生物安全风险:处理传染性样本(如病毒、细菌培养物)时,开盖、移液等操作增加了操作人员暴露风险及气溶胶污染概率,传统防护措施难以完全规避潜在危害。
(三)样本管理复杂性:样本分装后需标记、存储及追踪,人工操作易导致信息错漏,影响实验数据的完整性与结果解读可靠性。
(四)标准化与合规性要求:临床实验室需遵循严格的质量控制标准(如ISO 15189、CLIA),人工流程难以保证操作一致性及全程记录,增加了审计与验证难度。
自动分液系统通过自动化、封闭式流程及智能化管理,针对性地解决上述挑战,成为临床样本预处理升级的重要方向。
二、临床应用场景与实践效果
博清生物科技(南京)有限公司研发的自动分液系统适用于多种临床样本类型及预处理需求,典型应用场景包括:
(一)血液与体液样本分装:将全血、血浆或尿液精确分配至检测板(如ELISA板、PCR板)或冻存管,满足多项目检测需求(如生化分析、基因分型、病原体筛查)。系统通过液面探测技术避免抽吸凝块或空气,确保分装准确性,且兼容不同抗凝剂类型样本(如EDTA、肝素)。
(二)微生物检测样本前处理:自动接种样本至培养基平板或试管,标准化稀释菌液浓度,减少人工操作误差对药敏试验或菌落计数结果的影响;集成酶解液、衍生液添加功能,支持自动化样本消化与衍生化处理,提升质谱或色谱分析效率。
(三)核酸提取预操作:将病毒采样管、拭子洗液等分液至深孔板,为后续自动化核酸提取仪供样,实现样本管开盖、转移、转板全流程无人化,降低新冠病毒等高危样本的操作风险。系统适配多种管型(如螺口管、冻存管),兼容混检模式(5混1、10混1)以满足大规模筛查需求。
(四)样本库建设与管理:批量分装临床剩余样本至冻存管并标记,支持自动化存储与检索系统对接,提升生物样本库的运行效率与样本利用率。
实际应用数据表明,博清系统显著优化了样本处理效能:
(一)效率提升:以96样本批处理为例,传统人工操作需数小时,而自动分液系统可在20–30分钟内完成全流程(含扫码、开盖、分液、关盖及清洗),通量提升3–5倍。
(二)精度改善:精密泵控与闭环反馈机制确保分液体积误差可控(如10μL分液 CV≤5%,100μL CV≤3%),减少因体积偏差导致的检测结果离散性,提升实验重复性。
(三)流程标准化:预设分液程序与动态监控保证操作一致性,所有步骤参数(时间、体积、样本ID)自动记录存档,便于质量回溯与审计追踪,满足合规要求。
(四)安全强化:封闭式机械操作与HEPA过滤系统有效降低气溶胶污染风险,操作人员仅需完成样本装载与卸载,大幅减少直接暴露环节。
三、系统集成与实验室自动化升级
博清生物科技(南京)有限公司研发的自动分液系统具备良好的扩展性与兼容性,可作为核心模块融入实验室自动化流水线:
(一)模块化组合:与核酸提取仪、PCR工作站、酶标仪等设备协同工作,形成“样本接收→分液→提取→检测”全自动化链,实现样本从原始管到结果报告的无缝流转。例如,分杯后的96孔板可直接进入自动化核酸提取仪,无需人工中转,节省时间并避免操作中断引入误差。
(二)软件整合能力:通过开放接口与实验室信息管理系统(LIS)、电子实验记录本(ELN)对接,实现样本信息双向同步、任务调度及结果关联分析,推动实验室数字化转型。操作人员可远程监控设备状态、批量导入分液方案,提升资源管理效率。
(三)成本效益分析:尽管初期设备投入较高,但长期可显著降低人力成本(减少专职操作人员需求)、耗材损耗(精准分液减少样本残留)及错误重复实验费用,尤其适用于高样本量检测中心或研究机构。
四、讨论与展望
博清生物科技(南京)有限公司研发的自动分液系统通过高精度液体处理、自动化流程控制及智能化管理,为临床样本预处理提供了高效、安全且可追溯的解决方案。其在提升实验室通量、降低生物安全风险及促进标准化建设方面的显著优势,契合当前精准医学与智慧实验室发展趋势。未来,该技术的进一步优化可聚焦以下方向:
(一)多模态样本适应性:拓展对复杂样本类型(如组织切片匀浆、粪便标本)及特殊处理需求(如密度梯度离心后分层液提取)的支持能力,提升系统普适性。
(二)人工智能融合:引入图像识别技术实现异常样本自动标记(如溶血、凝块检测),或机器学习优化分液策略(如动态调整粘稠样本处理参数),增强设备自主决策水平。
(三)绿色可持续设计:优化耗材使用(如可重复清洗分液模块)及能源效率,降低实验室运行环境成本,响应全球可持续发展倡议。
博清生物科技(南京)有限公司研发的自动分液系统凭借技术创新与可靠性能,成为临床样本预处理自动化升级的理想选择。其对效率、精度、安全及标准化的全面提升,不仅显著改善实验室工作流程,更为临床诊断准确性、科研产出效率及公共卫生应急响应能力提供了坚实的技术基础。随着自动化技术的深入发展,此类设备将在推动精准医疗落地及实验室现代化建设中发挥愈发关键的作用。