Проблемы микробных исследований и прорыв в автоматизации

Микробные исследования играют ключевую роль в таких областях, как здравоохранение, экосистемы, биоинженерия и разработка лекарственных препаратов. Однако экспериментальные процессы в этой области сложны и полны трудностей. Исследователям приходится часто выполнять высокоточные, многократно повторяющиеся задачи, требующие строгой асептики, такие как отбор колоний, посев на чашки Петри, пипетирование жидкостей и разделение штрихами. Эти этапы имеют решающее значение для точности и надежности экспериментальных результатов.

Отбор колоний, являющийся ключевым этапом выделения и культивирования специфических штаммов из смешанных микробных сообществ, имеет очевидные узкие места при ручном выполнении. Ручной отбор колоний не только занимает много времени, но и легко приводит к нестабильным результатам из-за усталости оператора или индивидуальных особенностей, что затрудняет удовлетворение потребностей высокопроизводительных исследований или долговременной воспроизводимости. В то же время, такие этапы, как разделение штрихом, градиентное разбавление и параллельное пипетирование жидкостей, также требуют много времени и высокой концентрации. В исследованиях с участием сотен или даже тысяч образцов ручные операции не только замедляют общий ход исследования, но и могут увеличить риск контаминации или привести к несогласованности данных, что влияет на достоверность выводов исследования.

В микробиологических исследованиях изучение кислородочувствительных микроорганизмов (таких как облигатные анаэробы или факультативные анаэробы) представляет особую сложность. Для обеспечения их активности и нормального роста эти микроорганизмы должны работать в среде с низким содержанием кислорода или без него. Однако большинство представленных на рынке автоматизированных систем сбора колоний и пипетирования подходят только для традиционных лабораторных условий. Они либо слишком велики по размеру, либо их механическая конструкция не может быть адаптирована к камерам с контролируемым содержанием кислорода, что затрудняет автоматизацию процессов в исследованиях анаэробных микроорганизмов и существенно ограничивает развитие исследований в смежных областях.

Для решения этих проблем в микробиологических исследованиях рынок остро нуждается в малогабаритных, стабильных и производительных технологиях отбора колоний и обработки жидкостей, совместимых с анаэробными условиями. Появление таких технологий позволит существенно повысить эффективность исследований, снизить ошибки и риски заражения, связанные с ручными операциями, устранить технические ограничения в анаэробных микробных исследованиях, расширить границы микробиологических исследований и оказать мощную поддержку изучению и использованию новых неизвестных микроорганизмов.