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一、生物制藥領(lǐng)域的核酸提取技術(shù)需求

核酸提取作為分子生物學(xué)研究的"第一道工序"，在生物制藥研發(fā)中貫穿靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、藥物篩選、工藝優(yōu)化及質(zhì)量控制全鏈條。隨著精準(zhǔn)醫(yī)療與基因工程藥物的快速發(fā)展，行業(yè)對(duì)核酸提取技術(shù)提出三大核心需求：一是樣本適應(yīng)性，需兼容血液、病毒、微生物等多源性生物樣本；二是結(jié)果穩(wěn)定性，提取產(chǎn)物的純度與回收率直接影響基因測(cè)序、載體構(gòu)建等下游實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性；三是安全可控性，生物制藥級(jí)實(shí)驗(yàn)需嚴(yán)格規(guī)避核酸降解與交叉污染風(fēng)險(xiǎn)。

二、博清生物核酸提取儀的技術(shù)定位

博清生物科技（南京）有限公司依托多學(xué)科研發(fā)團(tuán)隊(duì)（涵蓋電子、機(jī)械、生物應(yīng)用等領(lǐng)域）的技術(shù)積累，推出核酸提取儀，專為中小型生物制藥研發(fā)場(chǎng)景設(shè)計(jì)，采用磁珠吸附分離的自動(dòng)化技術(shù)路徑，兼顧操作便捷性與結(jié)果可靠性。該儀器通過整合精準(zhǔn)溫控、多檔振蕩混勻及多重防污染設(shè)計(jì)，針對(duì)性解決傳統(tǒng)手工提取效率低、污染風(fēng)險(xiǎn)高、結(jié)果波動(dòng)大等痛點(diǎn)，為生物制藥研發(fā)提供標(biāo)準(zhǔn)化的核酸前處理方案。

三、材料與方法

（一）實(shí)驗(yàn)儀器與核心參數(shù)

本研究采用博清生物核酸提取儀，其核心技術(shù)參數(shù)如下：樣本通量1-16個(gè)/批次，配備5寸觸摸屏操作界面，支持多檔振蕩混合模式；加熱模塊具備精準(zhǔn)溫控與過溫保護(hù)功能，溫度波動(dòng)范圍≤±0.5℃；內(nèi)置HEPA高效過濾系統(tǒng)與紫外消毒模塊，實(shí)驗(yàn)艙潔凈度達(dá)100級(jí)。對(duì)照設(shè)備選用傳統(tǒng)手工提取方法及某進(jìn)口品牌16通量核酸提取儀。

（二）實(shí)驗(yàn)樣本與試劑

1、樣本類型：選取生物制藥研發(fā)典型樣本，包括人全血樣本（含EDTA抗凝劑）、重組腺病毒液（滴度10?PFU/mL）、CHO細(xì)胞培養(yǎng)物（密度10?cells/mL）、大腸桿菌工程菌（OD600=0.8）及小鼠肝組織勻漿（20% w/v）。

2、試劑體系：磁珠法核酸提取試劑盒（含裂解液、洗滌液、洗脫液及磁珠懸液），與儀器兼容；核酸定量試劑，qPCR檢測(cè)試劑盒。

（三）實(shí)驗(yàn)方法

1、核酸提取流程：按照博清生物核酸提取儀標(biāo)準(zhǔn)操作程序，取200μL各類樣本進(jìn)行自動(dòng)化提?。孩倭呀怆A段（56℃恒溫10min，3檔振蕩混勻）；②磁珠吸附（室溫5min，磁場(chǎng)強(qiáng)度≥4000高斯）；③洗滌階段（2次梯度洗滌，轉(zhuǎn)速可調(diào)）；④洗脫階段（80℃恒溫5min，洗脫體積50μL）。手工提取組采用相同試劑，按試劑盒說明書操作。

2、性能評(píng)價(jià)指標(biāo)：

純度檢測(cè)：采用分光光度計(jì)測(cè)定OD260/OD280比值；

回收率計(jì)算：通過熒光定量?jī)x測(cè)定核酸濃度，與理論值比較計(jì)算回收率；

污染控制：采用陰性對(duì)照樣本（無核酸模板）檢測(cè)交叉污染率；

下游兼容性：提取產(chǎn)物進(jìn)行qPCR擴(kuò)增（β-actin基因），計(jì)算擴(kuò)增效率與Ct值變異系數(shù)（CV）。

四、結(jié)果與分析

（一）多源樣本適配性能

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，博清生物核酸提取儀對(duì)5類典型生物制藥樣本均實(shí)現(xiàn)高效提取。其中，病毒核酸提取回收率達(dá)92.3%±2.1%，顯著高于手工提取組（78.5%±4.3%）；CHO細(xì)胞與大腸桿菌樣本的提取回收率均穩(wěn)定在88%以上，且不同樣本間的操作程序無需復(fù)雜調(diào)整，僅通過更換配套試劑盒即可實(shí)現(xiàn)快速適配。這一特性得益于儀器的多檔振蕩混勻設(shè)計(jì)，能夠針對(duì)不同樣本的裂解難度優(yōu)化混合強(qiáng)度，確保核酸充分釋放。

（二）提取效率與產(chǎn)物質(zhì)量

博清生物核酸提取儀單批處理16個(gè)樣本的平均時(shí)間為30-40min，與同類16通量?jī)x器相比處于領(lǐng)先水平（某進(jìn)口品牌平均耗時(shí)45-55min）。提取產(chǎn)物的OD260/OD280比值均介于1.8-2.0之間，符合生物制藥領(lǐng)域?qū)怂峒兌鹊膰?yán)苛要求（≥1.8），表明蛋白質(zhì)等雜質(zhì)去除徹底。進(jìn)一步通過qPCR驗(yàn)證顯示，各樣本提取產(chǎn)物的擴(kuò)增效率達(dá)95%-105%，Ct值變異系數(shù)≤2.3%，顯著低于手工提取組（CV≤5.7%），證明其產(chǎn)物具備優(yōu)異的下游實(shí)驗(yàn)兼容性。

（三）污染控制能力

連續(xù)10批次的陰性對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，博清生物核酸提取儀的交叉污染率為0，這得益于其雙重污染防控設(shè)計(jì)：HEPA過濾系統(tǒng)可有效過濾實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)氣溶膠（過濾效率≥99.97%），紫外消毒模塊在實(shí)驗(yàn)前后自動(dòng)啟動(dòng)30min輻照，實(shí)現(xiàn)臺(tái)面與管路的全方位消毒。該性能對(duì)生物制藥中低豐度核酸檢測(cè)（如病毒載體拷貝數(shù)測(cè)定）至關(guān)重要，可有效避免假陽性結(jié)果干擾。

（四）操作便捷性與穩(wěn)定性

儀器采用觸屏式編程界面，內(nèi)置100+標(biāo)準(zhǔn)提取程序，可直接調(diào)用或個(gè)性化編輯，操作人員經(jīng)30min培訓(xùn)即可獨(dú)立操作。連續(xù)30天的穩(wěn)定性測(cè)試顯示，同一標(biāo)準(zhǔn)樣本的提取回收率變異系數(shù)僅為1.7%，過溫保護(hù)功能在異常升溫時(shí)（＞65℃）可即時(shí)停機(jī)，保障實(shí)驗(yàn)安全與結(jié)果可靠。

五、討論

（一）技術(shù)優(yōu)勢(shì)與行業(yè)痛點(diǎn)的契合性

生物制藥研發(fā)中，中小型實(shí)驗(yàn)室常面臨"效率-成本-精度"的三角困境：高通量?jī)x器采購成本高（≥50萬元），手工提取難以滿足標(biāo)準(zhǔn)化需求。博清生物核酸提取儀通過精準(zhǔn)的技術(shù)定位破解這一難題：16通量設(shè)計(jì)適配中小型研發(fā)的樣本處理規(guī)模，單價(jià)僅為進(jìn)口同類產(chǎn)品的60%-70%；磁珠法自動(dòng)化技術(shù)既保留了傳統(tǒng)方法的高純度優(yōu)勢(shì)，又將人工操作步驟從12步縮減至3步，顯著降低人為誤差。

（二）應(yīng)用局限與優(yōu)化方向

本研究發(fā)現(xiàn)，博清生物核酸提取儀在處理高黏度樣本（如小鼠肝組織勻漿）時(shí)，提取時(shí)間略長(zhǎng)于液態(tài)樣本（40min vs 30min），推測(cè)與組織勻漿的磁珠吸附動(dòng)力學(xué)差異相關(guān)。未來可通過優(yōu)化加熱模塊的溫度梯度程序與振蕩頻率參數(shù)，進(jìn)一步提升復(fù)雜樣本的處理效率。此外，針對(duì)大型藥企的高通量需求，將會(huì)開發(fā)96通量升級(jí)型號(hào)，形成覆蓋不同研發(fā)規(guī)模的產(chǎn)品矩陣。

（三）國產(chǎn)化裝備的產(chǎn)業(yè)價(jià)值

當(dāng)前國內(nèi)核酸提取儀市場(chǎng)中，進(jìn)口品牌仍占據(jù)高端市場(chǎng)主導(dǎo)地位，但以博清生物為代表的本土企業(yè)正通過技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)突破。博清生物核酸提取儀的研發(fā)團(tuán)隊(duì)具備10年以上儀器行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，在精密移液、溫度控制等核心技術(shù)上形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，其產(chǎn)品性能已接近進(jìn)口水平，但價(jià)格更具競(jìng)爭(zhēng)力，有助于降低生物制藥研發(fā)的裝備成本。

博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的核酸提取儀基于磁珠法自動(dòng)化技術(shù)，在生物制藥研發(fā)的多場(chǎng)景應(yīng)用中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)：多源樣本適配性強(qiáng)，可高效處理血液、病毒、細(xì)胞等典型樣本；提取產(chǎn)物純度高、穩(wěn)定性好，完全滿足qPCR、測(cè)序等下游實(shí)驗(yàn)需求；雙重污染防控設(shè)計(jì)與便捷的操作界面進(jìn)一步提升其實(shí)用價(jià)值。該儀器精準(zhǔn)匹配中小型生物制藥研發(fā)機(jī)構(gòu)的需求，為核酸提取環(huán)節(jié)提供了"高性能-低成本-標(biāo)準(zhǔn)化"的國產(chǎn)化解決方案，對(duì)推動(dòng)生物制藥裝備的自主可控具有重要現(xiàn)實(shí)意義。