利用微生物进行蛋白质表达是生物学核心技术之一，广泛应用于合成生物学研究、小分子药物研发、工业生产及生物能源制造等领域。

然而，蛋白质的多样性和复杂性，使得高效表达目的基因具有一定挑战性。INNOVEL自动化微生物蛋白表达系统——INNOSMART®AMPES，能够在优化蛋白表达过程中发挥重要作用。  

微生物蛋白表达流程   

INNOSMART®AMPES（Automated Microbial Protein Expression System）是一套基于合成生物学理论与工业4.0智能制造理念而设计的微生物蛋白自动化表达系统，包括：   

通过整合自动化功能设备、机器人转运模块及智能控制软件，集移液、磁吸、振荡、孵育、涂布、挑选、培养等功能于一体，可快速、低成本、多循环地完成PCR扩增、连接转化、菌落筛选、诱导表达等多个步骤：  

1、转化&涂布 

转化是将外源基因导入微生物细胞中，使其成为宿主细胞一部分的过程。转化后，将含有目标基因的细胞培养物均匀涂布在特定培养基表面，即可进行后续筛选、分析、检测等应用。 

利用SFS将连接反应液加入到刚融化的感受态细胞（Ecoli）中，轻柔吹打混匀后，分别在16℃和42℃金属浴中孵育，获得转化液，并转运至MONOCLONE，由设备自动涂布于12孔琼脂板： 

结果：

结论： 

1.涂布后菌落大小、分布均匀，生长状态良好，表明SFS转化效果明显； 

2.阴性对照组未观察到菌落生长，表明琼脂平板具有良好抗菌筛选效果，实验过程无污染；   

2、挑选  

在微生物蛋白表达流程中通常需要进行多次挑选，如载体筛选、转化筛选、表达筛选等，以选出最适合高效表达目标蛋白基因序列、微生物细胞株。 

对生长的菌落进行单克隆挑选和菌落PCR鉴定，并将挑选后菌落接种至装有培养液的96深孔板，置于高速孔板摇床培养箱中过夜培养： 

结果： 

M：DNA marker；1：阳性对照；2~9：菌落PCR样品；10：阴性对照
 

结论： 

1.接种后菌落经过夜培养全部浑浊，接种成功率100%。菌液生长状态一致，表明MONOCLONE挑选效果良好；  

2.阴性对照未有菌液浑浊，证明实验过程清洁无污染； 

3.挑选的单克隆菌落扩增出阳性条带，表明蛋白基因成功转入细胞内； 

3、表达  

目标蛋白在微生物细胞中，通过适当条件控制，进行诱导优化，并使用最优工艺进行细胞诱导表达，从而在微生物细胞中合成与积累，以实现目标蛋白表达。 

为验证AMPES系统进行微生物细胞扩增培养及蛋白表达效果，取过夜培养菌液进行诱导前培养及诱导表达，并对表达样品进行电泳分析： 

结果：  

M：蛋白Marker；C：对照组（转入空载体）；1~12：实验组（转入质粒）

结论： 

1.与对照泳道C相比，实验组1-12泳道均有目的蛋白表达（红框区域所示）；  

2.1~12泳道蛋白表达量存在差异，表明AMPES系统可进行高通量蛋白诱导条件筛选； 

3.AMPES高效实现“原核细胞扩增培养及蛋白表达-96well"； 

总结 

INNOSMART®AMPES系统的应用，为微生物蛋白表达领域带来前所未有的便利和效率。研究人员可以灵活地控制实验条件，优化表达过程，实现大规模蛋白质生产。  

随着技术的不断演进和更新，智能工作站在微生物蛋白表达领域应用前景广阔。更多的创新和发展将进一步提升表达效率和可靠性，推动相关领域研究取得快速突破。