隨著研究人員尋求更具有時效性、成本效益和倫理性的動物試驗替代品，基于細胞的模型越來越普及。而且，制藥公司之間尋找強有力的治療候選藥物的激烈競爭需要適合大量分子評估的方法。

在基于細胞的高通量篩選（HTS）試驗中，在培養細胞中同時評估成百上千種化合物/條件。這些試驗的效率和標準化是通過自動化實現的，特別是通過使用多通道移液頭（MPH）、384/1536孔板和快速分析系統。

基于細胞的HTS工作流程的主要步驟可分為：（1）細胞維持培養和擴增，（2）細胞分化/3D形成，（3）化合物處理，（4）樣品制備/活細胞成像和（5）分析。細胞的維持培養通常需要每24-72小時干預一次，以進行培養基更換和傳代。必須定期評估細胞活力和濃度/融合度，以確保培養物的健康，并滿足在不同規格的培養板中以適當濃度接種細胞的要求。細胞分化和3D結構的形成需要精確及時地添加專門的試劑和使用專門的實驗室器皿。化合物處理通常在實驗室器皿中以標準SBS格式進行，通常為6-1536孔板。為此，向細胞中加入不同濃度的生物活性化合物（通常使用納升范圍內的體積），孵育，然后進行qPCR蛋白質分析或成像。

盡管基于細胞的HTS有好處，但維護和處理細胞培養物需要專業知識和時間。多種參數可以影響細胞濃度、附著和存活率。此外，基于細胞的試驗通常涉及重復性操作，且孵育/等待時間較長，因此容易出錯。自動化液體處理設備在處理細胞培養物方面具有顯著優勢，這得益于工作站中的先進技術和專用軟件。這些自動化系統可以確保精確溫和的吸液和分液、受控的溫度和振蕩，無菌性，以及與第三方設備整合進行自動化分析。

吸液和放液

液體處理需要兩個步驟：吸液和放液。控制好這兩個步驟可以降低細胞上的剪切壓力和應力。自動化系統可以控制各種移液參數，包括：（1）吸液和放液的速度（流速），（2）吸液開始或結束時吸入的空氣量（吹出量和空氣輸送量），（3）吸液后移液頭在液體中停留的時間（沉降時間），（4）吸液和放液后移液頭移出液體的速度（交換速度），以及（5）吸頭相當于孔的位置等。

細胞培養過程中的一些常見挑戰是對細胞的干擾（包括在培養基更換過程中的吸液）、接種不均勻和涂層不均勻。吸液和放液可產生應激誘導的自發分化和細胞死亡。通過調整移液參數，如流速和吸頭定位，可以顯著降低培養基更換期間發生這些事件或吸入細胞的可能性。貼壁細胞的培養基更換需要以避免吸頭與細胞接觸的方式進行。此外，通常手動傾斜培養板以防止在培養基吸入過程中干擾細胞。在自動化系統中，專門的傾斜模塊可確保傾斜角度一致，從而提高整個過程中的總體精度。

細胞的接種不均勻通常是由培養基中產生的泡沫引起的，這是由于加入的血清蛋白含量較高。事實上，在細胞接種過程中，氣泡可以阻礙細胞附著，導致細胞計數的孔間差異-特別是當考慮96孔和384孔板上每孔生長表面減少時。此外，在培養基分配過程中產生的氣泡會破裂、破壞并可能殺死細胞，可通過調整流速、吹出量和空氣輸送量（放液額外吹出空氣量和吸液后額外空氣吸入量）等參數、使用表面分液和大口徑吸頭以及避免過度移液來避免氣泡形成。

圖層不均勻是粘性液體的常見問題，例如用于涂敷3D細胞培養用凝膠的平板的基質。同樣，調整流速、吹出體積和沉降時間等參數可以避免此類問題，并確保基質均勻分布，從而確保細胞均勻生長。

無菌性

長期細胞培養最關鍵的調整之一是保持無菌性。諸如細菌和真菌等傳染源對真核細胞有害，并最終導致細胞死亡。此外，即使少量污染也可能導致異常結果和不正確的科學結論。在整個過程中保持無菌可以減少污染的頻率和數量，減少細胞、資源和時間的損失。無菌條件可以通過防止病原體通過受污染的設備、培養基、試劑、培養箱、工作臺以及有缺陷或未密封的細胞培養容器進入細胞培養物來實現。高效微粒空氣（HEPA）過濾器和紫外燈現在包括在自動化系統中，用于維持無菌條件以及對平臺和實驗室器具進行滅菌。自動化工作流程的手動處理減少也最大限度地減少了污染物的進入。

活細胞成像的整合

當貼壁細胞在培養瓶中的匯合度達到80%時，細胞必須消化解離并轉移到其他容器中繼續生長。這被稱為傳代。此外，必須定期監測細胞活力，以確保沒有表型變化。自動化液體處理設備可以與第三方設備集成，對細胞培養物進行活細胞成像。自動成像可以確保細胞在評估過程中只從最佳培養條件中被篩選。