最原始也最經(jīng)典的方式。實(shí)驗(yàn)員坐在超凈臺(tái)前，一手持滅菌牙簽或鉑金接種環(huán)，另一手固定培養(yǎng)皿，在酒精燈旁邊小心翼翼地挑取單個(gè)菌落，轉(zhuǎn)移到試管或孔板中。

鉑金接種環(huán)可以通過酒精燈火焰灼燒滅菌后重復(fù)使用；一次性塑料接種環(huán)和滅菌牙簽則用完即棄。有些實(shí)驗(yàn)室甚至?xí)缇篮炛苯觼G入液體培養(yǎng)管中，讓牙簽和菌落一起留在培養(yǎng)液里——這是"采樣工具隨樣轉(zhuǎn)移"概念的最原始雛形。

隨著人類基因組計(jì)劃（HGP）的推進(jìn)，菌落挑選的通量需求爆發(fā)式增長。手工操作已經(jīng)無法滿足每天數(shù)萬個(gè)菌落的挑選需求，自動(dòng)化菌落挑選器應(yīng)運(yùn)而生。

這一代的核心思路是：用機(jī)器人代替人手，用金屬針頭代替牙簽。設(shè)備通過CCD相機(jī)拍攝培養(yǎng)皿圖像，軟件自動(dòng)識(shí)別菌落位置，然后由機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)金屬針頭（通常為鎢合金材質(zhì)，96根并行）精準(zhǔn)蘸取菌落，轉(zhuǎn)移到96孔目標(biāo)板中。

為解決交叉污染問題，金屬針頭在每次挑菌后需經(jīng)過完整的清洗消毒流程：多次乙醇浸泡→鹵素?zé)舾邷睾娓伞鋮s等待。這套消毒流程保證了針頭重復(fù)使用的安全性，但也成為了速度瓶頸——每個(gè)周期中約62%的時(shí)間花在清洗消毒上。

第二代的清洗消毒流程雖然有效，但始終存在隱患：清洗不徹底就會(huì)交叉污染。于是行業(yè)的另一個(gè)流派誕生了——干脆不洗，用完就丟。

這一代設(shè)備用一次性針頭或塑料吸頭代替可重復(fù)的金屬Pin。每挑一個(gè)菌落就換一根新針頭，從根源上杜絕交叉污染。SCARA機(jī)器人配合自動(dòng)退針機(jī)構(gòu)，可以在完成一次挑菌后自動(dòng)退掉舊針頭、安裝新針頭。

代價(jià)是耗材成本大幅上升，且退針換針的機(jī)械動(dòng)作同樣需要時(shí)間。有的設(shè)備采用移液槍頭直接吸取菌懸液，但通量較低。

英國Singer Instruments提出了一個(gè)巧妙的折中方案：既不反復(fù)清洗同一根針，也不逐個(gè)更換獨(dú)立的一次性針頭，而是用一卷連續(xù)的聚合物絲，每次切出一個(gè)新的端面。

這種被稱為PickupLine?的耗材，是一根直徑1mm的特制聚合物擠出絲，以200米長卷的形式裝入設(shè)備。每次挑菌前，設(shè)備內(nèi)部的精密刀片將聚合物絲切出一個(gè)全新的潔凈切面，用這個(gè)切面去蘸取菌落并轉(zhuǎn)移。一卷200米的聚合物絲可以產(chǎn)生超過33,000個(gè)一次性采樣端面。

這個(gè)設(shè)計(jì)巧妙地平衡了成本和無菌性——耗材成本遠(yuǎn)低于獨(dú)立的一次性針頭，同時(shí)每次都用全新切面，不需要清洗。但本質(zhì)上仍然是"點(diǎn)接觸+接觸轉(zhuǎn)移"的模式。

如果說前四代技術(shù)都在解決"用什么工具接觸菌落"的問題，那么第五代技術(shù)則完全跳出了這個(gè)框架——它根本不接觸菌落。

中國科學(xué)院青島生物能源與過程技術(shù)研究所開發(fā)的Digital Colony Picker，采用微流控芯片替代傳統(tǒng)培養(yǎng)皿，將單個(gè)微生物細(xì)胞隔離在16,000個(gè)皮升級(jí)微腔室中。通過AI圖像識(shí)別鎖定目標(biāo)后，使用激光誘導(dǎo)氣泡技術(shù)"隔空取物"，將目標(biāo)微生物以微液滴形式導(dǎo)出。

這是目前最前沿的技術(shù)路線，具有單細(xì)胞分辨率、零污染等優(yōu)勢。但它需要專用微流控芯片（成本高），不兼容傳統(tǒng)培養(yǎng)皿，且通量相對(duì)有限，目前更適合科研探索而非工業(yè)化生產(chǎn)。

回顧前五代技術(shù)，會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的規(guī)律：它們都在不同程度上受困于同一個(gè)問題——"采樣工具與菌落的分離"。

第一代用手拔出牙簽，第二代用消毒洗掉殘留，第三代用退針彈掉舊針，第四代用刀片切掉舊端面，第五代干脆不用物理工具。無論哪種方式，"分離"這個(gè)環(huán)節(jié)都消耗著時(shí)間或成本。

第六代技術(shù)走了一條完全不同的路：不分離。

采樣球投入式轉(zhuǎn)移技術(shù)，使用一顆經(jīng)過8道工序滅菌處理的微型球體（直徑約2mm），通過氣動(dòng)吸筆吸取后，球面蘸取培養(yǎng)皿中的菌落，然后將采樣球連同菌落一起直接投入目標(biāo)培養(yǎng)液中。球留在液體里，不需要取出，不需要清洗，不需要任何后處理。釋放一顆球，立即吸取下一顆新球，中間零等待。

這個(gè)思路乍看簡單甚至"粗暴"——但它從根本上消除了困擾前五代技術(shù)的速度瓶頸。當(dāng)62%的周期時(shí)間（清洗消毒）被歸零，速度的數(shù)量級(jí)飛躍就自然發(fā)生了。

配套的飛拍檢測系統(tǒng)可以在每次采樣前對(duì)采樣球進(jìn)行四重質(zhì)量預(yù)檢（吸取確認(rèn)、完整性檢測、潔凈度檢測、影像追溯），雙二維碼信息匹配系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)應(yīng)采樣——這些都是前五代技術(shù)不需要、也不存在的全新需求。

采樣球已發(fā)展出多種材質(zhì)：玻璃球（磨砂表面，增加菌體附著量）、鋼球（密度高，沉入穩(wěn)定）、可溶性球（溶解后不留殘留），不同客戶根據(jù)生物學(xué)需求選擇。