挑戰

作為生物技術中最核心的基礎技術之一，細胞培養在諸多細胞功能和疾病的研究，藥物研發與基礎研究，胚胎發育和基因表達的研究中都是必不可少的環節。

傳統細胞培養必須由人來手工操作，占用了實驗員大量時間和精力，也很難保證各批次之間的穩定性。在對細胞的需求急劇增加的情況下，需要一種比人工更高效的規模化細胞培養方式，最大程度地減少批間差異。

生命科學領域的細胞培養自動化需求正在逐步提升，制藥和生物科技企業已經意識到機器人在復雜實驗室操作上的精確性、可靠性及持續性。

解決方案

隸屬于SartoriusStedimBiotech集團的英國TAPBiosystems公司（簡稱TAP）是生物醫療領域首屈一指的細胞培養及高通量篩選系統設計和制造領導者。

TAP公司開發了一套全自動化的細胞培養系統Cellmate，適用于滾瓶和T形瓶，可兼容實驗室小批量和生產型高通量的細胞培養，且無需更改流程。其核心是一臺高精準、潔凈的史陶比爾TX60六軸機器人，主要用于取代人工重復性工作。

TX60機器人緊湊集成在Cellmate系統內，可實現接種、培養液更換、細胞采收、沖洗、胰蛋白酶處理、廢料處理等自動化操作。在GMPA級潔凈等級下，機器人動作需要非常平穩緩和，以確保不會對脆弱的細胞產生破壞。史陶比爾機器人專利的零間隙JCS減速機系統保證了動作的平穩性和可控性，可以精確模仿操作人員的每個步驟。

所有操作參數均儲存在電腦端，包括體積、溫度、時間和特定的機器人動作。史陶比爾和TAP共同開發了簡單的控制界面，只需簡單培訓，操作人員就能輕松按照實驗要求修改參數或重新編程，用于任何特殊細胞株操作或其他動作。

成果

Cellmate適用于1-10種細胞株培養，一天可處理包含10個細胞株系的10-500個培養瓶，是人工處理量的2-3倍。同時機器人系統也大大減少了操作中的污染概率，其概率通常是1/50,000,000，而人工操作的污染概率通常是1/20。新一代Cellmate系統軟件支持21CFRPart11電子簽名，保證其可追溯性。

Cellmate最初針對嚴格的GMP環境而開發，保證了細胞培養的規模化、規范化、以及批次之間的穩定性，滿足臨床的要求。現已有百余套系統被安裝在應用于細胞培養的生產和研究中，包括Serono、Amgen、Avigen和NovartisAnimalHealth。

TAP的細胞培養系列現已開發出多套全自動化系統，基本都使用史陶比爾六軸機器人作為系統核心。其CompacTSelecT藥物篩選自動化系統通過采用更緊湊的史陶比爾TX40機型，可幫助實驗員快速，重復地培養無污染的干細胞和其他貼壁細胞，用于自體和異體干細胞治療的臨床試驗。

隨著免疫細胞、干細胞治療方式的重大突破，以及單克隆抗體和蛋白質類藥物等生物治療藥物的需求不斷增加，細胞培養的高效生產已成為生物醫療機構的當務之急。此外，在評估和測試新藥物方面需要應用更多高通量和有效技術。

憑借高速、高精度、高防護性能、低排放、表面易清潔、高效等優勢，史陶比爾機器人將持續為生命科學領域多樣化和要求苛刻的自動化應用提供首選解決方案。GMP標準下A/B/C/D級區環境下的各類應用，都可以從SCARA、快速拾放和六軸機器人全系列中找到完美對應的機型。

客戶收益

■消除人工操作的污染風險

■無需調整流程即可改變規模

■減少一次性耗材使用量

■提高一致性和生產流程的標準化

■提高效率，節省時間，加速投產時間

■可追溯性，培養瓶均需條形碼掃描，保證可靠性