在生物制藥從實驗室研發(fā)到規(guī)?；a(chǎn)的全鏈條中，精準的液體處理是決定產(chǎn)品質(zhì)量與研發(fā)效率的核心環(huán)節(jié)。移液工作站作為自動化液體處理的核心設備，通過高通量、高精度、高合規(guī)性的操作，正在重塑生物制藥的技術流程。數(shù)據(jù)顯示，全球生物制藥市場對移液工作站的需求年增長率達 8.5%，尤其在基因治療、單克隆抗體等領域，其滲透率已超過 70%。本文將深度解析移液工作站在生物制藥中的關鍵應用場景及其技術價值。
移液工作站
一、藥物研發(fā)：從靶點篩選到工藝優(yōu)化的效率引擎
- 高通量藥物篩選
在小分子藥物研發(fā)中，移液工作站可實現(xiàn)日均處理超 10 萬孔的化合物庫篩選。例如，藥明康德采用 96 通道移液工作站（如?？?Vitae 系列），配合智能路徑規(guī)劃算法，將 ELISA 體系構(gòu)建時間縮短 70%，單孔移液精度達 ±0.5%，確保 IC50 測定誤差＜3%。針對抗體藥物研發(fā)，納昂達自動化工作站通過正壓置換式移液技術，精準處理高粘度抗體溶液（粘度＞200cP），在雜交瘤細胞篩選中，細胞存活率提升至 98%，單克隆陽性孔篩選效率提高 4 倍。
- 工藝開發(fā)與優(yōu)化
在培養(yǎng)基配方優(yōu)化階段，移液工作站可自動配置數(shù)百種不同組分的培養(yǎng)基（如 DMEM、RPMI 1640），通過梯度稀釋技術（最小體積 1μL）實現(xiàn)營養(yǎng)成分的精準調(diào)控。賽多利斯 Cetoni 系統(tǒng)集成稱重模塊，實時校準移液體積，在 CHO 細胞培養(yǎng)工藝開發(fā)中，細胞密度標準差從手動操作的 15% 降至 5%，為后續(xù)放大生產(chǎn)提供可靠的工藝參數(shù)。
二、生產(chǎn)制造：從上游到下游的全流程自動化
- 上游細胞培養(yǎng)
培養(yǎng)基配制：大規(guī)模生產(chǎn)中（如 2000L 生物反應器），移液工作站與稱重系統(tǒng)聯(lián)動，精確添加生長因子、抗生素等微量成分（精度 ±0.1%）。華大智造移液系統(tǒng)通過耐腐蝕隔膜泵處理 DMF 等有機溶劑，避免傳統(tǒng)手動操作的交叉污染風險，符合 FDA cGMP 對關鍵物料處理的要求。
細胞傳代與接種：采用低剪切力蠕動泵傳輸細胞懸液，配合液面監(jiān)測技術（精度 ±0.05mm），在 T 細胞擴增中，細胞活率從手動操作的 85% 提升至 95%，單批次細胞產(chǎn)量提高 30%。
- 下游純化與制劑
色譜樣品前處理：在抗體純化環(huán)節(jié)，移液工作站自動完成樣品稀釋、pH 調(diào)節(jié)及柱平衡操作，處理速度較手動快 5 倍，且 CV 值＜2%（手動操作 CV＞10%）。例如，圣湘生物工作站集成磁珠法純化模塊，96 樣本同步處理，核酸回收率＞98%，滿足大規(guī)?？贵w藥物的純度檢測需求。
制劑分裝：針對凍干粉針劑、預充式注射器等劑型，移液工作站通過正壓置換式柱塞泵實現(xiàn)納升級精準分裝，10μL 蛋白溶液的殘留量＜0.1μL，符合 USP<400> 對微量制劑的裝量差異要求（＜±5%）。
三、質(zhì)量控制：合規(guī)性與數(shù)據(jù)可靠性的雙重保障
- 理化分析前處理
在含量測定、有關物質(zhì)檢測中，移液工作站自動完成對照品溶液配制、梯度稀釋及進樣前處理。例如，島津移液系統(tǒng)配合電子天平校準，5μL 標準品移液的重復性 CV＜0.8%，遠優(yōu)于手動操作的 5%，確保 HPLC、LC-MS 等分析數(shù)據(jù)的溯源性。
- 生物安全檢測
處理病毒樣本（如腺病毒載體）時，移液工作站的全封閉液路系統(tǒng)（配備 HEPA 過濾與紫外消殺模塊）可將氣溶膠泄漏風險降低 99.9%。梅里埃移液系統(tǒng)通過壓力傳感器實時監(jiān)測吸頭密封性，一旦檢測到泄漏（壓力波動＞2%），自動觸發(fā)吸頭丟棄并報警，符合 WHO 生物安全三級實驗室（BSL-3）的操作規(guī)范。
四、基因與細胞治療：前沿技術的核心賦能工具
- 載體構(gòu)建與轉(zhuǎn)染
在質(zhì)粒 DNA 制備中，移液工作站采用超聲波非接觸式移液技術（如 Echo 聲波移液系統(tǒng)），實現(xiàn) 25nL 級精準加樣，避免傳統(tǒng)吸頭接觸導致的 DNA 剪切損傷，轉(zhuǎn)染效率提升 20%。在 CAR-T 細胞制備流程中，Andrew + 移液機器人自動完成病毒載體與 T 細胞的共培養(yǎng)體系構(gòu)建，細胞轉(zhuǎn)染陽性率從手動操作的 65% 提升至 85%。
- 脂質(zhì)納米粒（LNP）制備
移液工作站通過多通道同步分液技術，精確控制 mRNA 與脂質(zhì)的混合比例（誤差＜1%），在 LNP 包封率測定中，包封率可達 97% 以上（手動操作約 90%）。蘇州中析生物工作站集成溫度控制模塊，在 4℃低溫環(huán)境下處理易降解的 mRNA，包封過程中核酸完整性保持率＞95%，為 mRNA 疫苗的工業(yè)化生產(chǎn)提供關鍵技術支撐。
五、選型指南：生物制藥場景的核心參數(shù)考量
合規(guī)性認證：優(yōu)先選擇具備 FDA、CE、ISO 13485 等認證的設備，確保數(shù)據(jù)可追溯性。
生物安全設計：封閉移液環(huán)境、吸頭自動丟棄、紫外消殺模塊，適用于病毒、細胞毒性藥物處理。
寬量程適配：支持 0.1μL-10mL 移液范圍，滿足從研發(fā)（微量）到生產(chǎn)（中試）的全階段需求。
軟件兼容性：開放 API 接口，可對接實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS），實現(xiàn)數(shù)據(jù)無縫流轉(zhuǎn)。
六、未來趨勢：智能化驅(qū)動生物制藥升級
AI 工藝優(yōu)化：通過機器學習算法分析歷史移液數(shù)據(jù)，自動推薦最佳參數(shù)（如吸排速度、液面接觸深度），減少 30% 的工藝調(diào)試時間。
模塊化集成：支持培養(yǎng)基配制、細胞計數(shù)、分液分裝等模塊自由組合，如 Opentrons Flex 平臺可快速切換生產(chǎn)與研發(fā)模式。
連續(xù)化生產(chǎn)：與生物反應器、純化系統(tǒng)實時聯(lián)動，構(gòu)建從細胞培養(yǎng)到制劑的全自動化產(chǎn)線，推動生物制藥向 “智能化工廠” 轉(zhuǎn)型。
從毫克級的藥物研發(fā)到千克級的規(guī)?；a(chǎn)，移液工作站以其 “精準、高效、合規(guī)” 的核心優(yōu)勢，成為生物制藥產(chǎn)業(yè)鏈中不可或缺的技術橋梁。隨著基因與細胞治療、mRNA 疫苗等新興領域的爆發(fā)式增長，具備智能化、模塊化、高生物安全特性的移液工作站，正加速推動生物制藥從 “經(jīng)驗驅(qū)動” 向 “數(shù)據(jù)驅(qū)動” 的范式變革，為人類健康事業(yè)的創(chuàng)新突破提供堅實的技術支撐。
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文章 · 2025年07月07日
