关键词：纳升移液；固相置换；化合物筛选

传统移液工具在384/1536孔这类高密度实验通量和超微量反应体系条件下，面临移液准确度低、死体积大和速度慢等问题，难以满足AI时代对筛选平台的规模、速度与数据质量的多重要求。在此背景下，超微量如纳升级移液技术正受到越来越多关注。目前实现纳升级移液的主流技术包括微流控芯片、喷墨打印、声波和压电喷射等，它们有一个共同特征：非接触式。非接触式移液避免了枪头与样品的直接接触，从原理上消除了交叉污染的风险，但同时也伴随着设备/特定耗材的高昂投入、梯度稀释需额外中间浓度点、喷头易堵塞以及不同样品性质需要复杂的参数优化等局限。

在之前的系列文章中，我们介绍了SPT Labtech的明星产品mosquito在结构生物学上的传统应用，以及其在D2B药物化学和单细胞测序建库上的拓展。今天，我们将深入了解接触式固相置换技术如何实现纳升级移液，以及它在高通量药物筛选中的应用场景。

固相置换技术（positive displacement ）：实现纳升移液的核心秘密

固相置换听起来有些神秘，其本质与注射器异曲同工——如同一个迷你版的注射针：在塑料针管外置入一个直径小于0.4 mm的金属活塞。与传统接触式移液工作站采用的气相置换原理不同，固相置换的金属活塞与液体直接接触，通过活塞的超微量上下位移，实现低至25 nL的移液。相比传统气相置换原理，其优势在于：

化合物初筛（primary screening）

化合物初筛通常在384或1536孔板中以高浓度单点进行（如10 μM或1 μM），通过荧光、发光或吸光度信号变化判断活性，是后续leads优化的起点。若为细胞水平筛选，为避免细胞毒性，DMSO终浓度须控制在1%以下——这意味着在100 μL体系中，化合物加入体积不能超过1 μL。值得指出的是，某种情况下为了妥协1 μL的精准度，科学家会选择在非100% DMSO（如10% DMSO）条件下进行化合物的稀释，从而实现既满足1% DMSO需求，同时提高移液体积，但这会导致某些化合物溶解不充分并影响后续IC/EC50。因此，初筛对微量移液的准确度提出了极高要求，而这正是mosquito的核心优势所在。

mosquito可选择单通道或多通道（8/16）两者不同型号来进行化合物的初筛。 其中mosquito X1 型号为单通道模式，可从N块化合物母板，随机挑取化合物到N块不同的子板，每轮吸放液+枪头更换仅需6秒，配合叠板架，可以满足从大量化合物板中，无人值守自动化完成指定化合物的挑取和重排。

另一型号为mosquito LV，可选择8/16通道，完成化合物从96或384孔母板，转移至新的384/1536孔assay反应板，每次更换移液吸头的情况下，完成一块384孔assay板的制备时间≤3分钟。

化合物复筛（secondary screening）

初筛得到的Hit通常需要经过复筛确认。复筛的核心流程之一是浓度梯度稀释：将化合物从高浓度开始进行系列稀释（2~10倍），通常设置8至12个浓度点，每个浓度点做复孔，以建立完整的剂量-反应曲线（Does Response Curve）。通过拟合该曲线，可以计算出EC50（半数有效浓度）或IC50（半数抑制浓度），从而量化化合物对靶点的活性强度。

mosquito在完成化合物梯度稀释时，本质上是一把超微量的自动化排枪。与普通液体工作站相比，其核心差异不仅在于自动化程度更高，更在于mosquito能在1~2 μL的反应体系内完成梯度稀释，而传统排枪或液体工作站通常需在几十甚至上百微升的体系中进行。梯度稀释完成后，mosquito还能在1 μL反应体系中准确吸取50~100 nL化合物，并加入细胞反应板。

对比声波移液（50 nL），梯度稀释并得到IC50

从初筛到复筛，从高浓度单点筛选到浓度梯度稀释和转板，小分子化合物筛选流程中的每一步，都对移液的精准度与可靠性提出严格要求。mosquito凭借接触式固相置换技术，在纳升级尺度上实现了传统气相置换难以达到的稳定性——不受液体性质影响，无需参数调整。无论是X1型号单通道的灵活挑取与重排，还是LV型号多通道的高效转板与梯度稀释，mosquito都在帮助科学家将更多精力投入科学问题本身，而非消耗在移液误差的反复纠偏上。即便在AI药物发现日益兴起的当下，算法预测仍需湿实验验证，而湿实验的可靠性，始于每一次精准的纳升移液。在药物发现日益依赖微量化和高通量的今天，一台真正可靠的纳升级移液工作站，或许正是连接化合物库与候选药物之间最稳健的桥梁。