当全球新药研发成本持续攀升，而市场对于精准治疗的需求日益增长，小核酸药物正成为生物医药领域具有潜力的赛道之一。在功能基因组学与靶向药物研发的浪潮中，siRNA高通量筛选已成为解析基因功能、挖掘疾病靶点、开发RNA干扰药物的核心技术。然而，传统手工操作会有移液精度误差大、通量受限、重复性差、边缘效应难控、人力成本高等痛点，严重制约筛选效率与数据可靠性。

贝克曼库尔特生命科学Biomek i-Series自动化液体处理工作站，搭配着纳升级液体处理系统Echo，凭借模块化设计、精准的移液能力、全流程整合优势，成为siRNA筛选的“黄金搭档”，从文库制备、转染优化、细胞处理到检测前处理，全程自动化赋能，让高通量siRNA筛选从“繁琐手动”迈向“高效无人值守”，为基因功能研究与药物筛选按下加速键。

表1：siRNA筛选实验流程

01转染条件优化：DOE自动化，快速锁定最优体系

图1：从左向右依次为Biomek i3液体处理工作站，Biomek i5液体处理工作站，Biomek i7（H）液体处理工作站

Biomek实验示例：

细胞铺板：HEK293，96孔平底黑壁透底板；铺板密度25,000/50,000 cells/100 μL，按列分布以便条件对比；铺板后用i3X MiniMax成像确认沉降与状态。

转染体系：依据试剂说明，比较DNA 100 vs 400 ng/孔；Lipo 0.15 vs 0.3 μL/孔；P3000比例按说明书添加；Opti-MEM为稀释体系。

关键时序：对每种预混体系自动错开启动，使“混合→有效载荷加样”的孵育，统一为12分钟；有效载荷液面下约1 mm加样；缓慢吹吸+倾斜混匀。

培养与检测：转染后37°C，5% CO₂培养；用EVOS（明场+GFP）保持一致参数成像；再以CytoFLEX流式细胞分析仪进行定量。

图2：代表性的流式细胞术门控策略，从左上角顺时针：选择细胞、选择单线态细胞、将荧光门应用于阴性对照（仅限培养基）孔和将荧光门用于转染细胞孔

实验结果：

1过高DNA浓度可能导致细胞毒性。检测数据结果支持这一假设，在400ng条件下，无论是在定性荧光成像分析还是定量流式细胞术数据中，转染效率都有所降低。

2在考虑Lipofectamine的剂量时，我们没有观察到0.15 μL和0.3 μL在下游转染效率方面存在显著差异，但50000个细胞接种密度和高DNA浓度加入的情况除外。

Echo实验示例：

图3：从左向右依次为Echo 6XX纳升级液体处理系统， Echo525纳升级液体处理系统

Echo依靠声波移液系统，单滴基础体积2.5 nl或25nl，可精准组合实现任意纳升级至低微升级体积处理；支持自定义源孔、目标孔、转移体积，适配多维条件矩阵筛选；无需吸头、无交叉污染，微量操作大幅节约珍贵siRNA与转染脂质。

图4：Echo移液系统分配转染脂质与小干扰RNA（siRNA）的转染优化矩阵微孔板排布图，用于测定转染效率与脂质细胞毒性；转染实验操作流程；BT-20细胞转染PLK1、GL2 siRNA 6天后，在整套转染优化梯度条件下的细胞活力检测结果

筛选标准：PLK1转染组细胞活力＜20%，表明基因敲低效率良好；GL2对照组细胞活力＞80%，表明转染试剂毒性较低。

实验结果：

110株肿瘤细胞中9株（90%）可筛选出满足标准的最优转染条件；

2无通用全能脂质：Lipofectamine RNAi MAX普适性最强，是5株细胞的最优选择；HI Perfect同等浓度下脂质毒性最低，但PLK1敲低杀伤效果偏弱；

3时长规律：增殖慢、蛋白半衰期长的细胞，6天孵育可获得理想效果；

4效率优势：Echo完成单块384孔优化矩阵仅需3 min，手动稀释移液至少耗时10倍，大幅缩短多细胞系条件摸索周期。

02文库制备与分装：精准分装，拒绝交叉污染

siRNA文库珍贵且通量高，手动分装易出现体积误差、样本交叉污染、对照排布混乱等问题。

Biomek解决方案：

灵活8通道+MC96/384通道同步操作，快速完成整块384孔板siRNA稀释分装；一次性吸头+防污染设计，杜绝文库交叉污染；自动化完成阳性对照（GAPDH/TOX siRNA）、阴性对照（非靶向siRNA）、空白对照的标准化排布，无需人工核对，确保板内布局统一。

03细胞铺板与转染：反向转染自动化，通量与一致性双提升

高通量筛选中，细胞铺板不均、转染复合物孵育不统一、边缘效应是导致数据偏差的主要原因。

Biomek解决方案：

支持反向转染全流程自动化，先将siRNA-转染复合物加入孔板，再精准分液细胞悬液，同步完成铺板与转染；大体积多通道移液头实现整板快速分液，确保每孔细胞密度一致；自动化添加边缘孔缓冲液，有效降低蒸发导致的边缘效应，板内CV值远优于手动操作；可整合高通量培养箱，模拟细胞培养环境，提升转染稳定性。

04样本前处理：无人值守，适配多类型检测

孵育后的细胞染色、裂解、上清收集、样本稀释等操作，手动处理耗时且易引入误差，影响检测结果。

Biomek解决方案：

灵活8通道+MC96/384通道自由切换，适配CCK-8、荧光染色、裂解液添加等各类前处理；精准完成小体积染色剂分液、大体积培养基置换，全程无人值守，解放实验人力；可整合培养箱、离心机、洗板机等设备，实现“移液-孵育-洗涤-收集”一站式处理，直接输出可检测样本。

Echo 525解决方案：

建立细胞裂解液直接上样的一体化自动化RT-qPCR完整工作流，解决传统手工384孔分液误差大、试剂消耗高、室温预孵育易产生非特异性扩增的痛点，适用于基因表达、拷贝数检测、细胞高通量筛选等多种应用场景。

图5：裂解产物无需纯化，直接通过Echo声学移液系统分配至预先配制完成的Luna通用一步法RT-qPCR反应体系中；实验共设计检测24个基因的相对表达量；每个基因设置6组生物学重复（对应细胞培养源板不同孔位）、每组设置2次技术重复，总计288组qPCR反应

1实验流程：Echo认证384孔板铺细胞→室温Luna裂解液裂解10 min→声学直接转移裂解上清至qPCR反应板，无需RNA抽提；

2染料法验证：检测24个靶基因，生物学重复与技术重复CV均值＜1.3%，最低丰度基因CV≤2.5%；

3探针法验证：额外19个靶标，重复性同样优异；

4应用场景：高通量siRNA敲低筛选、药物基因表达谱批量检测，大幅缩短前处理时间。

05高通量整合与数据追溯：无缝对接，实验结果可溯源

siRNA筛选需对接多台设备，手动切换易出错，且数据难以追溯，不符合实验室规范化要求。

Biomek解决方案：

支持与酶标仪、高内涵成像、PCR仪、qPCR仪等300+种设备无缝整合，实现“筛选-检测”全流程闭环；DART全流程数据管理，可视化编程软件，拖拽式搭建实验流程，无需专业编程能力即可轻松操作；实时记录移液体积、样本ID、操作人员等信息，与LIMS系统无缝对接，实现样本全生命周期溯源，满足药物研发合规性要求。

从siRNA文库分装到阳性靶点验证，贝克曼库尔特生命科学可实现整体的自动化解决方案，重新定义siRNA筛选的效率与标准。告别手工移液过程繁琐与误差，让科研人员专注于数据分析与科学探索，为功能基因组研究、RNA药物研发提供硬核技术支撑。让siRNA筛选更精准、更高效、更可靠，解锁基因功能研究的无限可能！

参考文献

[1]、Acoustic Liquid Handling for Rapid siRNA Transfection Optimization

[2]、High-throughput qPCR and RT-qPCR Workflows Enabled by Beckman Coulter Echo Acoustic Liquid Handling and NEB® Luna® Reagents

[3]、Leveraging acoustic and tip-based liquid handling to increase throughput of SARS-CoV-2 genome sequencing

[4]、Biomek i-Series Automation of the DNAdvance Genomic DNA Isolation Kit

[5]、Host Cell Residual DNA Testing in Reduced Volume qPCR Reactions Using Acoustic Liquid Handling

[6]、应用说明《使用Biomek i3自动化工作站进行自动化细胞铺板和基于脂质体的瞬时转染实验设计（DOE）》