無標(biāo)記單細(xì)胞分選技術(shù)

在單細(xì)胞水平上分析細(xì)胞成分對于揭示細(xì)胞異質(zhì)性非常重要。然而，目前分離單個細(xì)胞的技術(shù)要么是基于標(biāo)簽的，要么性能低下。

中科大研發(fā)團(tuán)隊提出了一種新技術(shù)，通過集成實時細(xì)胞識別和微流體沖擊打印（MIP），以無標(biāo)記的方式以高通量分離單個細(xì)胞。具體而言，通過有效的圖像處理算法計算的聚苯乙烯珠和細(xì)胞的形態(tài)特征被用作識別目標(biāo)對象的選擇標(biāo)準(zhǔn)。

隨后，懸浮液中檢測到的每個單細(xì)胞物體通過沖擊力從微流體通道中噴射出來。已經(jīng)證明，單細(xì)胞分離系統(tǒng)能夠以95%的效率將聚苯乙烯珠封裝在液滴中，而對于HeLa電池，這已被實驗測量為90.3%。單細(xì)胞液滴陣列以2 Hz的通量生成，96.6%的細(xì)胞在分離后保持存活。該技術(shù)在各種新興應(yīng)用中具有巨大的潛力，包括單細(xì)胞組學(xué)，組織工程和細(xì)胞系開發(fā)。

近期，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)院的李保慶教授課題組使用明美倒置熒光顯微鏡MF52實現(xiàn)了顆粒與細(xì)胞的實時成像，通過微流體沖擊打印和實時細(xì)胞識別實現(xiàn)無標(biāo)記單細(xì)胞分離在《Lab on a Chip》期刊發(fā)表了高質(zhì)量文章。該研究發(fā)現(xiàn)了一種新的單細(xì)胞分離技術(shù)，結(jié)合實時圖像處理與微流控沖擊打印技術(shù)，以無標(biāo)記的方式高通量的分離單細(xì)胞，并將單細(xì)胞封裝在單個液滴中。

該技術(shù)采用高速相機(jī)實時捕捉采集檢測區(qū)域的圖像，利用計算機(jī)對圖像進(jìn)行實時處理，以識別單個細(xì)胞，然后向信號控制模塊發(fā)送觸發(fā)信號，觸發(fā)壓電致動器撞擊打印室上的柔性薄膜，從噴嘴處產(chǎn)生一個包含單個細(xì)胞的液滴，并結(jié)合位移臺運動形成單細(xì)胞液滴陣列。

借助于明美倒置熒光顯微鏡MF-52,實現(xiàn)了顆粒與細(xì)胞的實時成像，設(shè)備安裝如圖一所示，依賴于該相機(jī)，拍攝到單細(xì)胞液滴的產(chǎn)生過程。該設(shè)備成像清晰，已于操作。

圖一 產(chǎn)品安裝圖

圖二  顯微鏡采集單細(xì)胞液滴產(chǎn)生過程

倒置熒光顯微鏡  MF52-N

（MF52升級款，效果更優(yōu)）
 

• 應(yīng)用范圍：細(xì)胞組織，透明液態(tài)組織 

• 觀察方式：熒光、明場、相差 

• 標(biāo)準(zhǔn)配置物鏡：4X、10X、10XPH、20XPH、40X 

• 內(nèi)置式0.75X接口，可兼容1英寸以下所有相機(jī)類型

• 常搭配相機(jī)：MSX2、MS23、MS60、MS23-H

該成果以“Label-free single-cell isolation enabled by microfluidic impact printing and real-time cellular recognition”為題，發(fā)表在工程技術(shù)領(lǐng)域期刊《Lab on a Chip》（2021,21,3695–3706），并入選當(dāng)期封底 （Back Cover)。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院博士生王一鳴為本論文的作者，李保慶副教授為該論文的通訊作者。這項工作得到了中科院先導(dǎo)專項（XDC07040200），國家自然科學(xué)基金（51929501）支持。

文章鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/lc/d1lc00326g