自动化蛋白质组学样品前处理 (Automated Proteomics Sample Preparation) 是指利用自动化液体处理工作站(Liquid Handling Workstations)和集成化试剂盒/平台来完成蛋白质组学研究中所有或大部分繁琐、耗时的样品准备步骤。
它是推动蛋白质组学从基础研究走向大规模、高通量、临床应用的关键技术。
自动化前处理的核心目标
传统的蛋白质组学样品前处理,例如细胞裂解、还原、烷基化、酶解(消化)、多肽纯化(除盐)等步骤,往往需要多步手动移液、孵育和转移,过程复杂且耗时。
自动化旨在解决以下三大痛点:
| 痛点 | 自动化解决方案 | 益处 |
| 重复性差 | 消除人工移液误差、精确控制反应时间和温度 | 提高数据的准确性和重现性(Reproducibility),减少技术偏差(Technical Variability) |
| 效率低下 | 同时处理96个甚至更多的样本 | 大幅提高通量(Throughput),满足临床大队列研究需求 |
| 高强度操作 | 减少手动操作时间(Hands-on Time) | 减轻操作人员负担,节约人力资源,并降低操作人员重复性劳损(RSI)的风险 |
主要技术和平台
自动化液体处理工作站 (Automated Liquid Handlers)
这是实现自动化的核心硬件。
功能: 这些机器人平台可以精确地执行复杂的移液、混合、试剂添加、加热/冷却和离心等操作。
代表平台: Agilent AssayMAP Bravo、Beckman Coulter Biomek i-Series、Tecan Freedom EVO、Opentrons OT-2 等。
集成模块: 许多平台能够集成加热模块、振荡器、磁力分离器甚至微型色谱柱/滤板,从而在一台仪器上完成整个工作流程。
集成化样品制备方案(Integrated Sample Prep Kits)
为了配合自动化平台,研究人员和商业公司开发了高度整合的试剂和耗材,显著简化了流程:
iST 技术(In-Stage-Tip / Spin Tip): 使用微型柱(通常是 C18 树脂)在单个微柱或滤板孔中完成蛋白质的捕获、纯化、酶解和除盐等步骤。结合自动化移液,可以实现微量样本(如单细胞或微量血浆)的高效处理。例如,PreOmics iST 试剂盒常与自动化平台(如 PreON、APP96)结合使用。
FASP/SP3 等固相酶解技术: 这些方法使用膜或磁珠来捕获蛋白质并去除干扰物质,确保纯化后的多肽更适合质谱分析,且易于在自动化工作站上实现。