南科大打造高通量的细胞捕捉和配对的DEP微流控芯片平台

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中国化工仪器网 行业动态】单个细胞是地球上生命体功能和进化的基本单元,蕴藏着生长发育、衰老死亡、新陈代谢、信号传导等众多奥秘。单细胞精度的功能分选是解析每个细胞千差万别的原因、探索自然界海量陌生细胞的重要工具,分选通量的提高将帮助研究人员累积更多的研究样本,拓展更广的筛选范围(自然环境、突变体库等)。因此,实现单细胞精度的高通量功能分选至关重要。 近,中国科学院青岛生物能源与过程研究所传来喜讯,该所单细胞中心马波研究员与徐健研究员带领的多学科交叉团队,将单细胞拉曼光谱与液滴微流控技术耦合,发明了高通量拉曼激活单细胞液滴分选技术(RADS,Raman-activated single-cell Droplet Sorting)。该工作于2017年11月3日在线发表于美国化学会《Analytical Chemisrtry》。 注:单细胞拉曼光谱能够在无标记、无损的前提下揭示细胞固有的化学组成。 巧妙的“后液滴包裹”设计 本研究开发的高通量拉曼激活单细胞液滴分选技术,是一种巧妙的“后液滴包裹”设计,它在微流控芯片的拉曼光谱检测点后方引入液滴包裹单元,这样就克服了制约通量提高的电磁阀作为分选驱动力的瓶颈问题,实现了基于介电力驱动的高通量分选。这使得从自然界中筛选新型的种子选手,或是从突变体库中找到更的候选者,都变成现实。这项研究成功地将传统的“先养再选”思路扭转成了“先选再养”,避免了传统分选的涂平板和挑克隆的过程,省去了扩大培养、提取以及定量等繁琐过程。 与传统技术相比,RADS技术的优势为: 从筛选到采集,一体化拉曼分析过程 接下来我们就来看看整个从筛选到采集的工作是如何进行的。具体来说,如下图,在微流控芯片中,细胞排着队一个个经过拉曼检测点,之后被逐个包裹在液滴里面,与此同时计算机对采集到的单细胞拉曼信号进行判别,满足分选条件的,启动介电力(Dielectrophoresis),目标细胞将进入分选通道,而不满足分选条件的细胞将流入废液通道。 必发365网站打不开 ,拉曼激活单细胞液滴分选技术 在上述“流程”中的拉曼分析环节,研究团队利用HORIBA HR 800型拉曼光谱仪来采集单细胞拉曼光谱信号,配置EMCCD使得信号强度大幅提升,这对分选通量提高起到了重要作用。 如果说微流控芯片、拉曼光谱仪及RADS是分析过程的三大核心结构,那么本项工作更加重要的“总指挥”则是团队自主开发的分析软件,该软件将拉曼采集、分析、单细胞液滴包裹及分选过程集成在一起,充分实现了从分选到采集的高度自动一体化。 实践中的应用 在上述分选技术的基础上,研究团队成功完成了大量实践研究,如高产虾青素之雨生血球藻的化(分选准确率98.3%)、高通量筛选等,并通过实验发现并证明,分选后92.7%的雨生血球藻细胞仍可保持活性并可增殖。相信后续还会有更多令人兴奋的实践研究成果不断诞生。 本工作在中国科学院青岛生物能源与过程所完成,同时得到了中科院武汉水生所胡强研究员、北京大学王玮教授等的帮助,并得到了中科院仪器专项、国家自然科学基金、中国博士后科学基金和山东省自然科学基金等的支持。相关研究成果以“Raman-activated Droplet Sorting for Label-free High-throughput Screeningof Microalgal Single-cells.”为题发表在《Analytical Chemisrtry》上。 后 记 报道成文过程中,小编有幸采访到以上研究的作者之一籍月彤老师,她告诉小编,“这是一个多学科交叉共同完成的工作,分析化学、生物化学、电子信息、自动化等背景的同事一起努力,终实现多信息获取下的高通量分选方案。” 团队介绍 中科院青岛生物能源与过程研究所单细胞研究中心( 近,徐健研究员团队还发明了基于“拉曼组”的单细胞快检技术,能够在单个细胞精度同时测定淀粉、甘油三酯、蛋白质含量以及油脂不饱和度,为细胞工厂的性能测试平台增添了一个崭新手段。该工作于11月19日在线发表于Biotechnology for Biofuels。 HORIBA科学仪器事业部 结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术,HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的。 编辑点评 中科院青岛生物能源与过程研究所单细胞研究中心团队研发的基于“拉曼组”的单细胞快检技术,能够在单个细胞精度同时测定淀粉、甘油三酯、蛋白质含量以及油脂不饱和度,为细胞工厂的性能测试平台增添了一个崭新手段。 (原标题:HORIBA | 厉害了!青岛能源所实现毫秒级单细胞拉曼分选,"后液滴"设计功不可没|前沿用户报道)

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TTP plc(TTP)是一家领先的独立技术和产品开发公司,今天宣布成立Cellular Highways Ltd.新的衍生公司已经成立,旨在将TTP专有的Vortex-Actuated Cell Sorting(VACS)技术商业化,并且跟踪第一个商业产品Highway 1 的开发。除了迄今为止超过200万英镑的开发资金外,TTP还在分拆方面投资了170万英镑(合220万美元)。1号高速公路将于2019年6月22日至26日在温哥华举行的第34 届国际细胞计数促进会会议上公布。

8月15日消息,南科大材料科学与工程系教授程鑫带领的课题组在微纳加工技术及其在纳米压印、半导体工艺与器件、纳米光学等多种应用领域具有丰富的研究经验,近年来,在微流控芯片领域开展了大量创新性研究工作,并取得了一系列成果。

10月22日消息,为了解决流式细胞的纯化分离问题,研究团队已成功开发出一种结合光诱导介电泳系统与微流体技术的新式细胞计数与分离纯化设备,该设备除了可以进行即时细胞影像分析外,亦可针对微量的目标细胞进行高纯度细胞纯化分离,这项细胞分离纯化的过程对细胞友善。本项技术研发主要结合医产学的能量,成员分别为长庚大学医工所吴旻宪教授、台湾大学机械工程研究所陈炳辉教授、长庚医院血液肿瘤科王宏铭与谢佳训医师、台湾金鸿医材项目经理邱子耕博士、以及技术开发人员周文彬博士、廖家蓉博士、朱柏宇与洪凤君等人。

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多种单元技术在微小平台上灵活组合规模集成

本技术的特色在于使用了导电玻璃与特殊设计的微流道薄膜所组合的光电微流体芯片。操作上,使用者可简单地通过投影仪所投射的光图形来直接操控芯片内的生物细胞,并且可以在单一视野内同时操作多颗细胞,这都是流式细胞分选仪所无法达成的功能。此项研究成果已于今年荣获由国家生技医疗产业策进会所举办的第15届“国家新创奖”之殊荣,这是国内生技领域创新技术及产品研发的最高荣誉,期待本产品能为微量细胞的纯化分离及其后续分析做出贡献。

VACS技术具有开发新细胞疗法,液体活检诊断和高通量药物发现应用的潜力。它是第一种具有核心性能的细胞分选技术,可将研究转化为临床,实现无菌且无交叉污染的高通量细胞分选,并可扩展至治疗相关的细胞批次。VACS提供封闭的无菌细胞分选芯片,其中细胞可根据分子标记进行分型,并分类为单独的输出。重要的是,该技术是可多路复用的,可以高速扩展到大批量的细胞(超过10亿),以支持细胞疗法和诊断的开发。

微流控芯片技术是一种以分析化学和生物技术为基础,以微机电加工技术为依托,以微管道网络为结构特征,以生化分析为应用对象的全新技术。其目标是把化学和生物等领域中所涉及的采样、稀释、进样、反应、分离、检测,细胞培养、分选、内涵物检测等基本操作单元集成到很小的芯片上,实现常规化学或生物实验室的功能。

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