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中值细胞计

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  • 采用改进质谱流式|斯坦福大学表征人B细胞特征单细胞图谱
    前言B 细胞具有产生针对多种靶标的抗体的独特能力,可提供针对感染的保护,同时还有助于免疫失调环境中的发病机制。人类 B 细胞分为五个群体:过渡、幼稚、非转换记忆、转换记忆和浆细胞。识别和分类人类 B 细胞的功能亚群,阻碍了作者在自身免疫中选择性靶向致病性 B 细胞和在疫苗接种中诱导记忆反应的能力。为了表征外围成熟的人类 B 细胞,本文作者开发了一种高度复用的单细胞筛选方案,通过使用大规模细胞术来量化 351 个表面分子的共表达。基于作者的研究结果,作者提出了一种分类方案,将来自外周血、骨髓、淋巴结和扁桃体四个组织的的 B 细胞分为 12 个独特的亚组,并构建了具有表面表型、代谢、生物合成活性和对免疫激活的信号反应特征的广泛单细胞图谱。这个人类 B 细胞身份图谱将使研究能够在稳态、疫苗接种、感染、自身免疫和癌症的背景下进一步确定 B 细胞亚群的功能。本篇为斯坦福大学研究团队在 Immunity期刊(IF:43.474)发表的题为 “An Integrated Multi-omic Single-Cell Atlas of Human B Cell Identity”的研究成果,采用改进的质谱流式细胞仪、流式细胞术等研究方法,成功量化了百万级人类B 细胞上 351 种表面分子的共表达模式。通过鉴定了差异表达的分子,对比VDJ 序列、代谢谱、生物合成活性和信号反应。提出了新的 B 细胞分类方案:在四种淋巴组织中鉴定出 12 个独特的亚群,包括 CD45RB + CD27 -早期记忆群体、类别转换的 CD39 +扁桃体常驻群体和有效响应免疫激活的 CD19 hi CD11c +记忆群体。该分类框架和基础数据集为进一步研究人类 B 细胞身份和功能提供了资源。技术流程研究结果1.高度多重的单细胞表面筛选揭示了人类 B 细胞表面蛋白质组为了识别区分 B 细胞亚群的分子,作者开发了多重筛选的方法,并量化了健康人类 B 细胞上 351 种表面抗原上的共表达模式(图1A)。通过设计了 12 个质谱抗体组,每个组由 9 个用于子集的保守分子和 30 个对每个组独特的可变分子组成。门策略可以实现四个典型 B 细胞亚群:过渡、幼稚、非转换记忆和转换记忆(图1B)。在设置了一个严格的阈值(图 1 C)后,作者确定了 98 个在人类 B 细胞上表达的表面分子(图 1D)。作者的单细胞筛选策略实现了对人类 B 细胞表达的表面分子的可靠鉴定。图1 |高度多重的单细胞表面筛选揭示了人类 B 细胞表面蛋白质组a)实验概述 (n = 2 个捐助者)。b)典型种群的代表性门控。c)屏幕上分子阳性的代表性阈值。d)总 B 细胞(顶行)的百分比阳性和 B 细胞表达的分子子集(底行)的中值表达。2.差异表达分析揭示了幼稚 B 细胞的无反应特性通过规范门控策略识别组织B 细胞的成熟状态:从过渡到幼稚、非切换和切换记忆。为了探究在整个过程中发生的蛋白质组学变化,作者评估了所有分子的子集中每个成对组合之间的表达差异。作者绘制了 61 个差异表达分子(图2A )。正如预期的那样,未成熟的同种型 IgD 和 IgM 在过渡和幼稚亚型中富集,而经典记忆分子 CD27 在记忆细胞中富集。CD305在抗原缺乏经验的细胞中比记忆细胞富集, CD45RB (RB) 是 CD45 的同种型,优先在记忆细胞中表达。作者绘制了幼稚细胞与其他子集的比较(图2B),作者发现幼稚细胞表达的与运输相关的分子数量少于任何其他子集,这表明它们对刺激的反应较小。事实上,幼稚细胞对 16 种转运分子的中位表达值最低,在所有 46 种转运分子中平均表达最低(图 2C)。作者探索了这种趋势在 GO 术语中是否一致,并发现幼稚细胞在 30 个术语中的 19 个具有最低的平均表达值(图 2 D)。事实上,当对所有 98 个分子的中位表达值进行平均时,幼稚细胞的平均值最低,这表明它们比其他 B 细胞亚群处于更无反应的状态。这些发现证实了幼稚 B 细胞的无反应特性。图2 | 差异表达分析揭示幼稚 B 细胞a)子集的每个成对比较的中值表达差异。所有非白色瓷砖都是显著的(p 0.005)。b)比较的火山图,与 GO 术语“运输”相关联。框中列出的显著不同的分子按表达差异幅度的递减排序。c)转运分子 (颜色) 的中值表达。所有转运分子的中位表达平均值(黑色)。d)与 GO 术语相关的分子的中值表达平均值 (颜色)。所有分子的中值表达的平均值(黑色)。e)在幼稚细胞中表达更高的六种分子的表达 (p 3.CD45RB 标记人类记忆 B 细胞并识别早期记忆群体为了找到唯一识别不同 B 细胞的标记,作者以无偏方式分析了所有 B 细胞中分子的共表达模式。作者生成了统一UMAP图,通过使用所有 12 个试管的供体汇集数据来展示保守分子的表达(图 3A)。作者绘制了与保守分子相关的分子,并按功能和相关保守标记进行展示(图 3 B)。在 UMAP 坐标上叠加规范门控标签,尽管表型相似,但细胞被规范门控视为不同的子集(图 3C)。大多数 CD27 +细胞也是 RB +,而 RB + CD27-群体包含 25% 未封闭的细胞(图 3 D 和 3E)。鉴于 RB + CD27 -细胞和 CD27 +细胞在 UMAP 上的共定位,作者假设这些细胞代表在当前分类方案下未被识别的记忆细胞群。为了评估 RB 和 CD27的记忆细胞谱,作者前瞻性地从健康的人类 B 细胞(n = 2 个供体)中分离出 CD27 × RB双阳细胞,并通过下一代测序对 IgH 基因座进行测序(图 3 F)。作为抗原暴露的代表,作者测量了互补决定区 3 (CDR3) 之外的 IgH 基因座中核苷酸的供体汇集突变频率(图 3 G)。正如预期的那样,CD27 +细胞具有相对较高的突变负担,在接触抗原后通过体细胞超突变 (SHM) 获得。作者量化了四个种群在一系列多样性顺序中的多样性并发现 RB - CD27 -细胞的多样性最高,而 RB + CD27 +细胞的多样性最低(图 3 H)。作者进一步探索来自一个群体的细胞是否倾向于与来自任何其他群体的细胞克隆相关(图 3 I)。作者发现来自四个群体中的每一个的细胞都更有可能与来自同一群体的细胞共享克隆谱系,而不是来自不同群体的细胞(图 3J)。这表明 RB 和 CD27 的表达在克隆谱系中是高度协调的,正如对响应抗原结合而表达的两种分子所预期的那样。总之,这些发现提供了强有力的证据,表明 RB 的表达是外周血记忆 B 细胞的指示,并且与 CD27 的缺失相结合,可用于对早期记忆群体进行分类。图3 | CD45RB 标记人类记忆 B 细胞并识别早期记忆群体4. 将 B 细胞分为表型和同型不同的亚群系统筛选了数十种在 B 细胞中差异表达的分子,因此作者假设作者可以将 B 细胞分类为更细粒度的亚群。作者对新鲜、健康的人类外周血 B 细胞(n = 3 名供体)进行了染色,细胞降维成十个不同的群体,包括两个幼稚和六个记忆子集(图 4 B)。表面表达谱提示成熟顺序排列(图4B)。七种不同分子的特征表达以手动门控每个群体,因此也用于标记该方案中的群体:CD11c、CD73、CD95、CD27、CD38、RB 和 CD19(图 4 C D)。子集倾向于在图上形成独特的岛屿,为作者的分类方法提供正交验证 (图 4 D)。为了评估子集之间的表型相似性,作者计算了中值表达谱之间的成对欧几里得距离(图 4 E)。对于每个群体,作者量化了表型最相似的子集。RB + CD27 -记忆和 RB + CD27 + CD73 -彼此最相似,进一步验证了 RB + CD27 -细胞作为记忆子集的状态。在汇总数据(图 4 F)中,组织 B 细胞也会导致跨个体供体存在同种型。通过规范门控,30% 的 IgG +细胞和 20% 的 IgA +细胞由于缺乏 CD27,这表明 CD27 单独作为记忆分子的不足(图 4 G)。相比之下,作者的方法正确地将超过 99% 的 IgG +和 98% 的 IgA +细胞分类为记忆细胞。已知 Ig 同种型的使用会影响下游效应器功能和分化模式。因此,作者还在同种型的基础上组织了 B 细胞,并观察到BCR 复合物的两种成分的不同表达模式:表面 Ig 和 CD79b(图4H)。鉴于这些趋势,作者探索表型或同种型是否对预测表面 Ig 和 CD79b 的表达量贡献更大。作者创建了单细胞多元线性回归模型,其中细胞的表型标记和同型标记用于预测 CD79b 或表面 Ig 的表达(图4H)。尽管两者都提供了丰富的信息,但细胞的同种型对预测两种分子的表达的贡献超过了细胞的表型。总而言之,这些发现表明,作者的高维分类将外周血 B 细胞组织成十个表型不同的亚群,比典型的门控策略更准确地划分细胞。此外,这些表型分区显示出同型限制,这进一步有助于 B 细胞的身份。图4 | 将 B 细胞分为表型和同型不同的亚群5. B 细胞亚群功能的研究提示了不同的代谢、生物合成和免疫信号活性特征为了研究作者改进的 B 细胞分类方案的功能特性,作者探索表面蛋白是否表示其他潜在功能细胞过程的差异。作者对来自其他供体(n = 9 个供体)的健康人外周血单核细胞 (PBMC) 进行了染色,并使用质谱仪组来探索 B 细胞代谢谱、生物合成活性和免疫信号传导特征(图 5A)。作者量化了与四种代谢途径相关的八种酶的表达:糖酵解或发酵、ATP 感应、氧化磷酸化和脂肪酸氧化 (图5B )。幼稚细胞在所有亚群中的表达最低,而 RB + CD27 -记忆细胞具有介于幼稚和记忆亚群之间的中间代谢特征。这些通路使用的差异可能是由于不同的功能作用,因此不同的代谢需求。通过将 5-溴尿苷 (BRU) 和嘌呤霉素标记与质谱仪相结合,量化从头RNA 和蛋白质合成以及功能和表型特征。作者发现转录活动几乎不能解释在翻译活动中观察到的差异 (图 5 C),突出了这两个过程的差异调节。CD19 hi CD11c +记忆细胞具有最高的中位转录活性,其次是 CD73 +幼稚细胞,其具有最低的中位翻译活性(图 5D)。发现转录活性浆细胞中的翻译活性和 CD184 表达高于转录lo浆细胞(图 5E)。这种转录活跃的群体可能是长寿命的浆细胞,而转录不活跃的群体可能是短寿命的浆细胞。为了评估亚群之间免疫激活敏感性的差异,作者用不同剂量的 BCR 交联剂和 CD40 配体刺激 B 细胞 10 分钟,然后用包含抗B 细胞信号传导固有的磷酸化靶标(图 5A)。作者测量了脾酪氨酸激酶 (pSYK) 和下游磷脂酶 Cγ2 (pPLCγ2) 的磷酸化(图 5F)。作者在双轴等高线图上可视化了 BCR 复合信号级联中两个分子 SYK 和 PLCγ2 的磷酸化状态变化,并发现子集之间的分布变化存在鲜明对比(图 5 H)。为了量化信号响应,作者计算了推土机在基线细胞和受刺激细胞之间的距离,发现这两个记忆群体以及浆细胞比所有其他子集的响应性明显更高(图 5 I)。作者量化了表型和同种型使用的相对贡献,以预测代谢途径表达、生物合成活性和信号响应的表达(图 5J)。总的来说,这些发现表明作者的表型分类捕获了代谢途径使用、生物合成活性和对免疫激活的信号反应的功能差异。图5 | B 细胞亚群功能的研究揭示了不同的代谢、生物合成和免疫信号活性a)实验工作流程 (n = 9 捐助者)。6. 淋巴组织特异性 B 细胞群的表征为了将人类 B 细胞分析的范围扩大到外周血之外,作者分析了来自外周血的骨髓 (n = 3)、扁桃体 (n = 3)、淋巴结 (n = 1) 和其他外周血样本 (n = 4)一个新的健康捐赠者队列(n = 11),通过大规模细胞术(图 6A)。为了探索组织之间 B 细胞表达的整体差异,作者评估了所有分子的供体组织表达差异。作者确定了至少一对组织之间存在差异表达 (p 0.005) 的 21 个分子,并绘制了它们的分布,按功能组织(图 6 B)。淋巴结也明显偏向未成熟同种型(图 6 C)。然而,扁桃体没有富集任何抑制分子(图 6 B),主要由具有记忆表型的细胞组成(图 6 C 和4 G)。为了评估组织内 B 细胞表型的组成,作者绘制了子集比例图,并且根据同种型数据,作者发现淋巴结大量富含 CD73 +幼稚细胞(图 6 D)。为了评估组织的差异性,作者根据子集组成计算了每个组织之间的成对曼哈顿距离(图 6 E)。作者确定了外周血中不存在的两个亚群:生发中心 (GC) B 细胞,存在于扁桃体和淋巴结中,以及一个 CD39 +扁桃体群(图 6 D)。GC 细胞是 CD38 +和 CD32 - (图 6 F)。图6 | 淋巴组织特异性 B 细胞群的表征a)实验工作流程 (n = 11 捐助者)。b)分子的小提琴图在至少两种组织中显著差异表达 (p 0.005)。研究讨论为了探究原代细胞的深层表型多样性,作者开发了一种高度多重的单细胞表面筛选,并将其应用于识别可以分离人类B 细胞亚群的分子。这种方法使作者能够区分四种淋巴组织中的 12 个 B 细胞亚群并关联它们的功能特征。作者确定了六个记忆群体,证实了先前关于小鼠和人类抗原识别后表型多样化的报道。作者还确定了一个 CD19 hi CD11c +记忆群体,它与在自身免疫、感染和衰老背景下描述的几个群体具有一些共同特征。卡内尔等人,2017)。在这个群体中,作者通过 CD27 表达分离细胞,发现 T-bet 和 PD-1 在 CD27 - CD19 hi CD11c +记忆细胞中富集,类似于在 T 细胞中看到的效应记忆表型。在这里,作者通过对健康个体中多组学整合进行的深度表型分析揭示了新的、更细的B群体确定,全面映射了人体血液和淋巴组织中的 B 细胞身份。对几个细胞过程中表型与同种型使用的贡献的定量评估突出了对超越谱测序和同种型身份进行分析以了解人类 B 细胞免疫功能的必要性。研究结果作为未来研究在疫苗接种或疾病背景下研究体液免疫反应的资源,描述的群体和分子可能对于理解 B 细胞介导的发病机制或保护至关重要。
  • 细胞如何传代及复苏
    细胞如何传代及复苏http://www.yajimall.com/article/aboutus.html培养至良好状态后灌满完全培养液并封好瓶口是运输细胞的最好办法。收到细胞用75%酒精喷洒整个细胞瓶,消毒后放到超净台内严格无菌操作,将细胞瓶放入37℃、5%CO2的培养箱中静置3-4小时以稳定细胞状态后再做处理。显微镜观察细胞生长情况,并对细胞进行不同倍数拍照保存(最好40x,100x,200x各一张),前三天照片是重要售后依据,不提供照片默认收到状态良好。(换液后将瓶盖拧松)1、收到细胞后,请按照以下方法进行操作:取出25cm2培养瓶,75%酒精擦拭培养瓶,拆下封口膜,放入37℃,5%CO2细胞培养箱中静置3-4小时以稳定细胞状态,然后换用新鲜完全培养液继续培养或进行传代。2、细胞传代:1)细胞生长至覆盖培养瓶的80%面积时,弃25cm2培养瓶中的培养液,用PBS清洗细胞一次;2)添加0.25%Y蛋白酶消化液约1ml至培养瓶中,倒置显微镜下观察,待细胞回缩变圆后加入完全培养液终止消化,再轻轻吹打细胞使之脱落,然后将悬液转移至15ml离心管中,1000rpm离心5min;3)弃上清,沉淀细胞用12ml完全培养基重悬,然后按1:2比例进行分瓶传代,最后放入37℃,5%CO2细胞培养箱中培养;4)待细胞完全贴壁后,观察培养结果,之后进行换液培养或传代。3、细胞冻存:1)细胞生长至覆盖培养瓶的80%面积时,弃25cm2培养瓶中的培养液,用PBS清洗细胞一次;2)添加0.25%Y蛋白酶消化液约1ml至培养瓶中,倒置显微镜下观察,待细胞回缩变圆后加入完全培养液终止消化,轻轻吹打细胞使之脱落,然后将悬液转移至15ml离心管中,1000rpm离心5min;3)用适量的冻存液(FBS:DMSO=9 :1)重悬细胞,并放置于冻存管中;4)先将细胞冻存管放置于-20℃ 1.5h,然后将其移入-80℃过夜,24h后转入液氮中进行长期保存。使用程序降温盒可直接放入-80℃。4、细胞复苏:1)从液氮中取出细胞冻存管(注意:佩戴防爆管面具),快速将其置入37℃水浴中解冻,直至冻存管中无结晶,然后用75%的酒精擦拭冻存管外壁;2)将冻存管中的细胞移至含5ml完全培养基的15ml离心管中, 1000rpm离心5min;3)弃上清,沉淀用5ml完全培养基重悬,接种25cm2培养瓶,于37℃,5%CO2细胞培养箱中培养;4)第二天,换用新鲜完全培养基继续培养
  • 活体单细胞淀粉含量检测法问世 无需细胞纯化
    高等植物和微藻能够利用光能将水和二氧化碳转化成淀粉等高能化合物,从而生产粮食和生物燃料。因此,高产淀粉细胞工厂的选育具有重要意义。目前,定量测定细胞中淀粉含量的方法通常包括破坏性的细胞处理过程、酶(或酸)介导的水解、水解产物的定量等多个环节,不仅需要大量细胞,且操作步骤繁琐、耗时耗力、成本较高,极大地限制了淀粉含量的高通量筛选。此外,传统方法通常无法检测自然界中大量存在的难培养微生物中的淀粉含量。   近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞研究中心助理研究员籍月彤、硕士研究生何曰辉等利用该中心研制的活体单细胞拉曼分选仪原型机(Raman-activated Cell Sorter,RACS),通过单细胞拉曼光谱的快速采集和分析,发明了一种快速、非侵入性、不须标记、以单个活体细胞为单位的淀粉定量检测方法,为富含淀粉的种质资源选育提供了一种崭新手段。该工作发表在新一期的Biotechnology Journal上。 利用单细胞拉曼光谱技术在单个细胞精度定量监测微藻产淀粉过程   研究人员以478 cm-1拉曼峰强度作为细胞淀粉含量的定量标记对莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)以及工业常用藻株小球藻(Chlorella pyrenoidosa)进行了淀粉含量检测,证明该方法与传统试剂盒法测定结果相关系数(R2)达0.99。该方法无需破壁等繁琐预处理,信号测量时间仅需两秒,基本无耗材消耗,仅需个别细胞或纳升级样品。同时,该方法不需经过细胞纯化与培养环节,能将微藻种质淀粉含量筛选时间从几天缩短至几分钟。此外,该方法还能对难培养微生物资源进行检测并基于淀粉含量进行单细胞分选,从而极大地拓展了应用空间。   上述研究得到了科技部合成生物学&ldquo 863&rdquo 项目和中科院&ldquo 能源微藻生物炼制&rdquo 创新团队国际合作伙伴计划等支持,由徐健研究员和黄巍研究员共同主持完成,华东理工大学李元广教授团队也参与了该研究。
  • 人NK/T细胞淋巴瘤细胞的处理方法与培养步骤!
    人NK/T细胞淋巴瘤细胞的处理方法与培养步骤! NK/T细胞淋巴瘤(NK/T cell lymphoma)是起源于成熟NK/T细胞的淋巴系统恶性肿瘤。NK细胞和T细胞具有共同的祖细胞,两者在功能和某些抗原的表达上具有相似之处,NK/T细胞淋巴瘤因起源于这两种细胞而得名。 细胞说明信息平台编号:Bio-129794规格:1×10⁶ Cells/T25培养瓶细胞信息:SNK-6细胞名称:人NK/T细胞淋巴瘤细胞细胞传代:如果细胞密度达80%-90%,即可进行传代培养。组织来源:淋巴细胞培养条件:1640培养基(GIBCO,货号11875093) +10%澳洲来源进口胎牛血清(GIBCO,货号10091148)+1%双抗形态:悬浮;淋巴母细胞样规格:1×10^6 cells/瓶用途:细胞系注意事项:仅用于科学研究或者工业应用等非医疗目的不可用于人类或动物的临床诊断或治疗,非药用,非食用(产品信息以出库为准) 细胞收到后的处理方法细胞在培养瓶中培养至良好状态后灌满完全培养液并封好瓶口是细胞运输的最好办法。收到细胞回到自己的实验室后,先打开外包装,用 75%酒精喷洒整个瓶消毒后放到超净台内,严格无菌操作,培养箱静置 2-4 小时。镜下观察:未超过 80%汇合度时,可将瓶装的完全培养液收集至离心管中,加入 6ml 完全培养基,放入 37℃、5%CO2 孵箱培养;超过 80%汇合度时,根据情况传代或者冻存,具体操作见细胞培养步骤。(注意发货的是密封培养瓶的话,放入培养箱培养记得培养瓶盖子拧松) 细胞培养步骤1)复苏细胞:将含有 1mL 细胞悬液的冻存管在 37℃水浴中迅速摇晃解冻,加入 5mL 培养基混合均匀。在 1000RPM 条件下离心 5 分钟,弃去上清液,补加 4-6mL 完全培养基后吹匀。然后将所有细胞悬液加入培养瓶中培养过夜(或将细胞悬液加入 6cm 皿中),培养过夜。第二天换液并检查细胞密度。2)细胞传代:如果细胞密度达 80%-90%,即可进行传代培养。3)细胞冻存:1、细胞生长至覆盖培养瓶的 80%面积时,弃 25cm2 培养瓶中的培养液,用 PBS 清洗细胞一次;2、添加 0.25%胰蛋白酶消化液约 1ml 至培养瓶中,倒置显微镜下观察,待细胞回缩变圆后加入完全培养液终止消化,轻轻吹打细胞使之脱落,然后将悬液转移至 15ml 离心管中,1000rpm 离心 5min;3、用适量的冻存液重悬细胞,并放置于冻存管中;4、先将细胞冻存管放置于-20℃ 1.5h,然后将其移入-80℃。 对于贴壁细胞,传代可参考以下方法:1、弃去培养上清,用不含钙、镁离子的 PBS 润洗细胞 1-2 次。2、加 1-2ml 消化液(0.25%Trypsin-0.53mM EDTA)于培养瓶中,置于 37℃培养箱中消化1-2min,然后在显微镜下观察细胞消化情况,若细胞大部分变圆并脱落,迅速拿回操作台,轻敲几下培养瓶后加 5ml 以上含 10%血清的完全培养基终止消化。3、轻轻吹打细胞,完全脱落后吸出,在 1000RPM 条件下离心 8-10 分钟,弃去上清液,补加1-2mL 培养液后吹匀。4、按 5-6ml/瓶补加培养液,将细胞悬液按 1:2 的比例分到新的含 5-6 ml 培养液的新皿中或者瓶中。PS:若客户收到 2ml 小管细胞,收到细胞后,用 75%酒精喷洒整个管子消毒后放到超净台或安全柜内,严格无菌操作;将小管细胞转移至 T25 培养瓶或 6cm 培养皿,加入 5ml 左右完全培养基混匀,放入培养箱过夜培养后查看细胞密度:若密度未超过 80%,换液继续培养,视情况传代或者冻存。若密度超过 80%,可直接进行传代(方法同上)。 北京百欧博伟生物技术有限公司的微生物菌种查询网提供微生物菌种保藏、测序、购买等服务,是中国微生物菌种保藏中心的服务平台,并且是集微生物菌种、菌种,ATCC菌种、细胞、培养基为一体的大型微生物查询类网站,自设设备及技术的微生物菌种保藏中心!欢迎广大客户来询!
  • Molecular Devices 利用ImageXpress Micro进行长时间活细胞成像和心肌细胞功能评价
    利用ImageXpress Micro进行长时间活细胞成像和心肌细胞功能评价 活细胞成像技术是最近几年兴起的一项技术,能够在细胞接近生理的状态下观察细胞形态改变和蛋白的表达,该技术能够避免传统采用固定细胞或组织的研究方法中,固定细胞过程中造成的细胞形态的改变和结构改变,能够更加真实的反映出细胞的特性,因而广受推崇。MD ImageXpress Micro高内涵系统具有多种特性能够进行长达数天的活细胞的观察,同时,由于采用著名的MD软件产品MetaMorph为基础的MetaXpress高内涵分析软件,具有极高的灵活性和扩展能力,除活细胞成像之外还能够能够对某些细胞(如心肌细胞)的生理药理特性进行评价。 神经细胞长时间成像 神经细胞是公认的较为敏感和脆弱的细胞,对于外界环境较为敏感。对于活的神经细胞的长时间培养和观察具有较大困难。采用ImageXpress Micro系统能够实现神经细胞的长时间观察培养。方法:从新生大鼠大脑海马获得约1立方毫米大小组织块。移入含有0.25%胰酶的离心管中37℃,5%CO2 孵育箱内消化20~30 min。加入含胎牛血清的培养液终止消化,离心重悬细胞,按0.6× 105/ml 铺于96 孔板中。24 h 后换为NeurolbasalMedium/B27 无血清培养液,以后每2~3 d 半量换液1 次。7 d 后获得原代神经细胞。 图像获取: 将样品放入有环境控制功能的MD ImageXpress Micro高内涵系统内,采用激光自动聚焦进行样品聚焦,在10X物镜下每隔5分钟进行一次相差图像拍摄,结果如下: 小结: ImageXpress Micro采用的环境控制系统能够维持细胞所需的温度、湿度和CO2条件,其中温度为细胞的酶活性提供了温度保障,确保细胞的生理机能,湿度维持能够保证细胞外液不会蒸发,避免了胞外渗透压的升高造成的细胞脱水,CO2能够维持细胞外液的pH值。 除了维持细胞的生存环境外,在进行敏感、脆弱细胞(如神经细胞)的长时间观察过程中,最为重要的是减小对细胞的刺激,尽可能的保持细胞的活性。ImageXpress Micro采用激光自动聚焦技术,在聚焦的过程中,细胞无需受到光照,这样就避免了细胞内的光化学反应和光照升温,能够很好的维持细胞的活性状态。因此,在长时间活细胞的观察过程中,以上两点不可或缺。心肌干细胞细胞的功能评价 ImageXpress Micro采用的软件系统功能强大,具有无限的扩展功能。因此,除了能够实现活细胞的长时间观察和细胞的形态、蛋白表达等分析,ImageXpress Micro还能够实现细胞功能学的评价。 干细胞研究是目前生物学研究的热点,采用人类的干细胞(如心肌干细胞)能够加快研究的速度,同时还能够真实反映人体细胞的功能,还能加快药物进入临床的速度。iPS来源的心肌细胞因其表达的离子通道、自发节律特性、与原代心肌细胞特性相似的特性尤其引人注目,通过该细胞可以进行心肌细胞特性的研究,并能缩短药物筛选的时间与临床前实验的周期。 方法: 采用Cellular Dynamics公司的iPS来源的心肌细胞,将其铺于96孔板,并在培养液中孵育2-7天,以Calcein AM孵育10分钟,将培养液弃去后,加入不同浓度的激动剂和抑制剂。 图像获取和结果: 心肌细胞的成熟状况要通过细胞自发的节律性收缩来进行判定。细胞的节律性收缩可以通过电生理的方法进行检测。但是电生理的方法相对较复杂,因此我们采用荧光图像的自动分析来取代。 首先采用延时拍摄或实时拍摄的方法我们可以获得细胞节律性收缩的一组图像,MetaXpress对心肌细胞跳动进行自动分析 图3. 将获得的心肌细胞跳动的一组图像生成图像堆栈,采用Journal扩展获得的功能模块自动分析相邻两个时间点图像的差别,一次来判定心肌细胞的跳动频率和幅度,采用功能模块中的计数器自动计算心肌跳动的频率和幅度。在Journal扩展的功能模块中以上功能自动完成,并直接报告心肌细胞跳动频率和幅度信息。 心肌跳动模式检测 我们采用经典阳性药物异丙肾上腺素、肾上腺素、咖啡因作为刺激剂,用已知的心肌细胞抑制剂乙酰胆碱来进行心肌跳动模式的检测和心肌跳动分析模块的功能。 图4:肾上腺素作用10分钟后,用ImageXpress Micro酶300ms拍摄一次,共拍摄15秒获得的一组图像分析获得的心肌细胞跳动的频率和幅度。 四种药物不同浓度作用下心肌细胞跳动频率的变化。细胞自发跳动节律各有不同,通常为20-40次/分钟。给药后的5-60分钟内,心肌跳动频率稳定,因此以上均为给药后10分钟检测结果。 小结:ImageXpress Micro采用的高度灵活的系统能够对心肌细胞进行自动成像,其采用的MetaXpress软件具有极高的灵活性,其具有的Journal功能能够根据图像和实验要求进行随意的扩展,除了进行心肌细胞生理学评价之外,还能进行超过1000个功能的扩展。
  • 原能细胞发布原能细胞全自动细胞复苏仪CR-100新品
    原能细胞全自动细胞复苏仪CR-100自动加水 精准控温操作简单 语音提醒系统预设+自定义复苏 一、产品简介CR-100是一款针对实验室和医院细胞复苏专门开发的,具有手动设置复苏水位和温度、细胞复苏信息追溯,语音和文字提醒等功能,能够精准控制复苏温度和水位。其选择运动结构采用曲柄连杆机构,稳定可靠。 二、产品特色l 自动加水 通过传感器检测,精准设置不同水位,自动加水,复苏时可以设置不能浸泡水位l 自定义操作 后台参数可设定(复苏温度、时间、转速、水位),复苏过程可暂停或终止l 系统预设操作 系统可预存常用细胞复苏种类,操作时直接选择一键复苏,节省时间l 数据传导绑定 可通过USB导出样本复苏信息,复苏参数与样本信息可进行有效绑定l 精准控温 PID算法控制的水温加热程序,水温精准可控l 语音提示 细胞复苏开始和结束具有语音提醒功能l 操作方便 触摸屏操作,菜单化页面,简单易上手l 排水功能 细胞复苏完成后,可视情况手动排水 三、产品参数设备尺寸(W*D*H)350*430*690 mm设备重量≤40kg水温调节范围25~70℃温度控制精度±1℃转速调节范围10~300RPM水位调节0~50mm额定功率1200W加热额定功率1000W1米外噪音<45dB创新点:原能细胞全自动细胞复苏仪CR-100 将实验室传统的水浴锅工作模式进行了自动化、程序化控制的改变,将手工作业设备提升为产业化、规模化专用细胞复苏仪器。 原能细胞全自动细胞复苏仪CR-100
  • 细胞坏死与细胞凋亡的区别
    细胞程序性死亡 概念:细胞程序死亡(programmed cell death,PCD)也常常被称为细胞凋亡,是生物体发育过程中普遍存在的,是一个由基因决定的细胞主主动的有序的死亡方式。具体指细胞遇到内、外环境因子刺激时,受基因调控启动的自-杀保护措施,包括一些分子机制的诱导激活和基因编程,通过这种方式去除体内非必需细胞或即将发生特化的细胞。而细胞发生程序性死亡时,就像树叶或花的自然凋落一样,凋亡的细胞散在于正常组织细胞中,无炎症反应,不遗留瘢痕。死亡的细胞碎片很快被巨噬细胞或邻近细胞清除,不影响其他细胞的正常功能。 凋亡细胞的主要特征是(参见表15-2):①染色质聚集、分块、位于核膜上,胞质凝缩,最后核断裂,细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体 ②凋亡小体内有结构完整的细胞器,还有凝缩的染色体,可被邻近细胞吞噬消化,因始终有膜封闭,没有内溶物释放,故不会引起炎症 ③凋亡细胞中仍需要合成一些蛋白质,但是在坏死细胞中ATP和蛋白质合成受阻或终止 ④核酸内切酶活化,导致染色质DNA在核小体连接部位断裂,形成约200bp整数倍的核酸片段,凝胶电泳图谱呈梯状 ⑤凋亡通常是生理性变化,而细胞坏死是病理性变化。理论意义:程序性细胞死亡在生物发育和维持正常生理活动过程中非常重要.在发育过程中,细胞不但要恰当地诞生,而且也要恰当地死亡。例如,人在胚胎阶段是有尾巴的,正因为组成尾巴的细胞恰当地死亡,才使我们在出生后没有尾巴.如果这些细胞没有恰当地死亡,就会出现长尾巴的新生儿.从胚胎、新生儿、婴儿、儿童到青少年,在这一系列人体发育成熟之前的阶段,总体来说细胞诞生得多,死亡得少,所以身体才能发育.发育成熟后,人体内细胞的诞生和死亡处于一个动态平衡阶段,一个成年人体内每天都有上万亿细胞诞生,同时又有上万亿细胞“程序性死亡”.两者处于一种动态平衡中,使人体器官维持合适的细胞数量得以正常运作的,正是“程序性细胞死亡”机制。(又如蝌蚪尾的消失,骨髓和肠的细生物发育过程中及成体组织中正常的细胞凋亡有助于保证细胞只在需要它们的时候和需要它们活的地方存活。这对于多细胞生物个体发育的正常进行,自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非常关键的作用。)实践意义:如果调节细胞“自-杀”的基因出了问题,该死亡的细胞没有死亡,反而继续分裂繁殖,便会导致有问题或恶性细胞不受控制地增长,比如癌症 如果基因错向不该死的细胞发出“自-杀令”,不让之分裂繁殖,使不该死亡的淋巴细胞大批死亡,便破坏了人体的组织或免疫系统,比如艾滋病。控制“程序性细胞死亡”的基因有两类:一类是抑制细胞死亡的 另一类是启动或促进细胞死亡的。两类基因相互作用控制细胞正常死亡。如果能发现所有的调控基因,分析其功能,研究出能发挥或抑制这些基因功能的药物,那么人类就能够敲响癌症和艾滋病的丧钟。当然,这个过程需经过一番艰苦努力,因为线虫只有959个细胞,而人体则有大约1000万亿个细胞。
  • 细胞培养的步骤和注意事项
    1、细胞复苏将冻存细胞从液氮中取出后,在37℃水浴锅内不断摇动促进其融化。将融化的细胞移入离心管中,加入37℃预热的DMEM完全培养基中(其中胎牛血清约为10%),轻轻吹匀,离心,500g离心2min,弃上清液。加入DMEM完全培养基清洗,弃上清液。加入DMEM完全培养基,轻轻吹打混匀,制成细胞悬液,接种于培养皿/瓶中,在含5% CO2的细胞培养箱中培养。BIOCEN系列离心机WA系列恒温水浴 2、细胞传代当细胞密度达到80%~90%(过早产量不足,过晚细胞状态不佳,1:2至1:10以上的比率传代培养,一般1:3至1:5细胞一代,即从细胞接种到分离再培养的一段时间,非细胞有丝分裂次数)时,去掉完全培养基,用1X PBS清洗2次。加入胰蛋白酶(注意:消化液的量以盖住细胞最好,最佳消化温度是37℃。显微镜下观察细胞:倒置显微镜下观察消化细胞,若胞质回缩,细胞之间不再连接成片,表明此时细胞消化适度)进行消化,放入细胞培养箱中约2-3min。加入适量DMEM完全培养基终止胰蛋白酶消化,转移至离心管后500g离心2min,弃上清液,再加入DMEM完全培养基清洗,弃上清液。加入DMEM完全培养基,轻轻吹打混匀,吸取10微升进行计数,然后按照所需细胞量在含5% CO2的细胞培养箱继续培养。WCI系列二氧化碳培养箱二氧化碳培养箱专用摇床超高产率微型细胞工厂高密度培养专用摇瓶 3、细胞冻存当细胞密度达到80%~90%时,去掉完全培养基,用1X PBS清洗2次。加入胰蛋白酶进行消化,放入细胞培养箱中约2-3min。加入DMEM完全培养基终止胰蛋白酶消化,转移至离心管后500g离心2min,弃上清液,再加入DMEM完全培养基清洗,弃上清液。加入lml冻存液(90%胎牛血清,10%DMSO。 一般来讲血清含量可以在10%-90%之间调整,冻存液中加入血清一方面可以为细胞提供营养,另一方面可以在细胞冻存过程中提供非渗透性保护物质,如蔗糖,白蛋白等从而更好地保护细胞),放入冻存管内(管内有异丙醇,以保证温度降低的速度),立即放入4℃冰箱中冻存30min,然后放入-20℃冰箱中冻存30min,再置于-80℃冰箱内过夜。第二天放入液氮中,可以保存至少两年,如不放人液氮,可以保存三个月。 细胞冻存和复苏的原则是:慢冻速融,这样更加有利于保持细胞的活力。冻存细胞不加任何保护剂,会导致细胞内冰晶的产生,从而使细胞产生内源性的机械损伤,引起细胞内环境渗透压,PH,电解质等的改变,进而促使细胞死亡。WIGGENS液氮罐系列冻存管冻存支架4、注意事项(1)预热培养用液:把已经配制好的装有培养液、PBS和胰蛋白酶的瓶子放入37℃水浴锅内预热;(2)用75%酒精擦拭经过紫外线照射的超净工作台和双手;(3)正确摆放使用的器械:保证足够的操作空间,不仅便于操作而且减少污染;(4)点燃酒精灯:注意火焰不能太小;(5)严格的无菌操作;(6)贴壁细胞消化适度:消化的时间受消化液的种类、配制时间、加入培养瓶中的量等诸多因素的影响,消化过程中应该注意培养细胞形态的变化,一旦胞质回缩,连接变松散,或有成片浮起的迹象就要立即终止消化;(7)传代细胞所有的操作尽量靠近酒精灯火焰。每次最好只进行一种细胞的操作,每种细胞使用一套器材。避免交叉感染;(8)传代细胞瓶口每次打开或者关闭都需要在酒精灯上消毒。悬浮细胞培养瓶贴壁细胞微载体培养瓶贴壁细胞滚瓶培养
  • sp-icpTOF-MS评估单细胞级应激反应
    今日热点NEWS2023.9.25 应用单细胞ICP−TOF-MS评估细胞的应激反应TOFWERKicpTOF 单细胞-电感耦合等离子体-飞行时间质谱法(sc-ICP-TOF-MS)是一种能自动且直接检测单个人体细胞中蛋白质相对浓度的分析方法。也可以进一步采用金属纳米簇(Metal Nanocluster, MNC)标记目标蛋白抗体和钌红(RR)染色来确定单细胞数量以及评估细胞的相对体积。作者通过sc-ICP-TOF-MS对人体ARPE-19细胞进行系统性研究,以探究这些细胞中经过IrNCs、PtNCs和AuNCs标记的特异性抗体铁调素(HP)、金属硫蛋白-2(MT2)和铁蛋白(FPN)的表达情况。考虑到APRE-19细胞在悬浮液中呈球形且RR与细胞表面结合,则细胞体积与Ru信号强度的二分之三次方成正比。这样不仅可以确定每个细胞中目标蛋白质的质量,有了体积信息后,还可以推导出相对浓度。研究人员比较了高血糖应激和氧化应激两种模型下的ARPE-19培养物,对照组与实验组细胞显示了分析物的质量、细胞体积和目标蛋白质浓度的相对变化,从而可以清楚地识别出经过相应处理后的细胞亚群。01简介 细胞的个体异质性意味着族群的细胞中金属和生物大分子的表达水平可以相差2到3个数量级。据报道,这种细胞间的显著差异可能是多种病症的根源。因此想正确解释细胞群中目标分析物表达必须能够对单个细胞进行定量分析。因为细胞转录组还受到细胞体积的影响,所以在分析细胞群中的目标分析物时,还需要评估单个细胞体积。此外,了解每个细胞的蛋白质量和特定蛋白浓度也是非常重要的。单细胞电感耦合等离子体质谱法(sc-ICP-MS)是一种应用较为广泛的技术,可用于研究细胞中的内源性无机元素和特定生物分子,新一代的飞行时间质谱仪(TOF)已经可以同时检测单个细胞内多个目标分析物。在以往报道中,这种技术被用于藻类元素指纹图谱、酵母对金属的吸收和对精子进行多元素分析。蛋白质质量通常在单个细胞中数量级为fg(飞克,10-15克)或ag(阿克,10-18克),因此抗体(Ab)标签必须有尽可能高的灵敏度。通常选用Maxpar聚合物作为抗体标记金属原子的载体(100-140个原子每Ab)。本文使用的金属纳米团簇(MNCs)可以提供更高的信号放大率,比如AuNCs和IrNCs中分别含有579和1760个Au和Ir金属原子。为了用sc-ICP-TOF-MS测定单个细胞中蛋白质浓度,需要选择合适体积标记物。以往的研究表明,Mg和Ca等内源性元素与细胞体积相关,然而同时测量极低浓度的Mg和Ca和金属标记物是一项极具挑战的工作(小编注:原文中解释为质荷比相差较多,这不是因为文中icpTOF仪器的TOF检测器所限制。更准确解读是因前端CCT模式下优化参数所限,不一定能对处于低浓度区间的低质量数和高质量数元素做到同时高灵敏度检测)。Rapsomaniki等人提出了一种方法,使用能与蛋白质氨基共价结合的Ru复合物,理想情况下,体积标记物只结合细胞膜,这样就能将金属信号强度与细胞体积相关联。 为了比较在不同补充剂条件下的细胞培养效果,获取每个细胞的相对体积至关重要。本研究首次提出了一种使用sc-ICP-TOF-MS直接测定人体单细胞中蛋白质相关浓度的方法。作者使用MNC标记的特异性抗体来检测目标蛋白,并使用RR染色来标记细胞体积。通过测量标记蛋白和101Ru+的信号强度,本文建立了一个简洁的自动化检测方法,用于比较不同细胞群体和评估应激细胞模型。本案例通过sc-ICP-TOF-MS对人类ARPE-19细胞的三种目标蛋白质表达情况进行了研究。这三种蛋白质HP,MT2,FPN分别被IrNCs、PtNCs和AuNCs标记,并随后进行 RR 染色。通过sc-ICP-TOF-MS对这些目标蛋白进行定量检测,作者为体外细胞研究带来了对细胞异质性的新认识。02实验方法 使用人类ARPE-19细胞和MNC标记的免疫探针进行免疫测定:研究人员使用MNC标记的免疫探针同时标记了固定细胞悬浮液中的三种蛋白质。用于在ARPE-19细胞中标记HP、MT2和FPN的免疫测定流程在免疫探针浓度方面已经进行了优化。优化可以确保蛋白质的完全识别,以及足够的清洗步骤以避免非特异性相互作用。此项流程是独立地使用三种免疫探针(Anti-h-HP:IrNCs、Anti-h-MT2:PtNCs 或 Anti-h-FPN:AuNCs)进行的。优化后的抗体浓度分别为 4 μg mL−1、10 μg mL−1 和 4 μg mL−1。为了对ARPE-19细胞进行RR标记,悬浮液中的细胞被浸泡在50 μg mL−1 的RR溶液中30分钟。之后,使用磷酸盐缓冲溶液(PBS 浓度0.1M,pH值7.4)将细胞颗粒洗涤两次,以去除多余的RR。 实验先将ARPE-19细胞以1 × 105 cells mL−1 浓度悬浮在50 mM Trizma缓冲液中(pH值7.4),再进行sc-ICP-TOF-MS分析。作者经过连续稀释和测量对照组细胞来选择合适的细胞浓度。为进行离子校准,使用了含有Pt、Ir、Au和Ru的多元素标准溶液。每天分析两组悬浮液以确定sc-ICP-TOF-MS实验设置的传输效率。使用的两组悬浮液分别是商用含PtNP的标准试样以及含有ARPE-19细胞的对照组溶液。数据处理使用了TOFpilot、Excel和JASP软件。在STDS模式下优化ICP-TOF-MS参数,用于测量不同的细胞标签,而在CCTS模式下优化参数则用于检测细胞内源性元素。为确认基于MNC标记的免疫探针和RR标签的sc-ICP-TOF-MS方法,还使用商用ELISA试剂盒测定了对照组和高血糖处理的ARPE-19细胞中HP和FPN蛋白的平均浓度。 本文的sc-ICP-TOF方法中采用的是TOFWERK icpTOF 2R和ESI microFAST SC系统。ARPE-19细胞悬浮液的细胞计数通过BD Accuri C6细胞计数仪完成,同时使用Leica DM IL LED光学显微镜捕获细胞悬浮液的图像。使用Bandelin sonoplus HD2070探头进行超声处理,以配合ELISA试剂盒进行蛋白质测定。03钌红(RR)标记ARPE-19细胞:细胞区分和体积标记 为了更好地使用金属标记抗体对生物分子进行sc-ICP-MS分析,科研人员需要同步观测元素标签和细胞内源性元素(Ca, Cu, Fe, P等),从而确认细胞的完整性和抗体的正确识别。但由于内源性细胞元素和标签金属的质量差异,这种同时检测可能会受到限制。为了解决这一问题,研究人员使用RR来检测单个ARPE-19细胞,而其与MNC标签之间的相近的质量允许同时以高灵敏度检测。实验中,科研人员注意到纯RR信号可能与ARPE-19细胞的膜片段相对应,而MNC标签信号可能来自未结合到蛋白质的自由MNC标记免疫探针。此外,使用RR不仅可以确定细胞事件的数量,还可以评估细胞的相对体积,从而允许在每个细胞中确定目标蛋白的质量和相对浓度(小编注:具体计算公式和过程请参考原文)。最后,结合同期的光学显微镜观察到的细胞体积差异,RR信号范围还被用来识别多个细胞事件,从而确保单细胞数据评估的准确性。04压力下ARPE-19细胞的蛋白质水平 研究探讨了在两种不同条件下培养的ARPE-19细胞中三种蛋白质的表达:一种使用高血糖模型(100 mmol 葡萄糖,48小时)培养,另一种使用诱导氧化应激模型(5 mmol AAPH 1小时)培养。通过sc-ICP-TOF-MS分析实现了对单细胞中HP、MT2和FPN蛋白质的同时检测以及它们相对浓度的确定。为此,通过应用选定的阈值从背景中鉴别出细胞事件后,将193Ir+、195Pt+和197Au+的强度信号转化为Ir、Pt和Au的绝对质量。然后,将每个细胞的金属质量转化为相应的蛋白质含量(小编注:具体计算公式和过程请参考原文)。最后,使用单细胞测量的101Ru+信号强度计算出单细胞体积从而得到蛋白质的相对浓度。研究中使用单细胞ICP-TOF-MS得到三种蛋白质的检测限分别为HP是3.8 ± 0.4 ag/细胞,MT2是9 ± 1 ag/细胞,FPN是4.4 ± 0.6 fg/细胞。05高血糖对ARPE-19细胞的影响 利用 sc-ICP-TOF-MS 测定对照组和高血糖处理的 ARPE-19 细胞中 HP、MT2 和 FPN的水平,研究人员评估了高血糖对三种蛋白质产生的影响。如原文中表1中结果所示,高血糖(GL)处理影响了全部三种蛋白质的平均质量,它们均发生了过表达。但在比较相对蛋白质浓度时,平均值没有明显差异。图1的A-C比较了对照组和高血糖组HP、MT2和FPN的质量分布,高血糖组的细胞平均值明显较大(注意图中y轴是对数坐标),而中值不受影响,高血糖处理的细胞蛋白质量在中位数上下分布更为分散。因此,如果只比较群体平均值(如使用传统的ELISA试剂盒法),可能会影响到诊断和治疗效果。高血糖处理扩大了两极分布,表面上看HP、MT2和FPN在细胞群里质量变化较大,而相对浓度(图1 D-F)差异有所减小。此外,每个细胞的蛋白质分布直方图(图1 A-C)呈倾斜状,中位数以上的离散度大于中位数以下的离散度,当考虑到细胞体积时(图1 D-F),峰形不再倾斜,表示蛋白质质量较大的浓度体积也较大,但在直方图里可以观测到两组细胞群。图 1. 用sc-ICP-TOF-MS测定对照组(绿色)和高血糖处理(橙色)的 ARPE-19 细胞中的HP、MT2和FPN的质量的箱形图和直方图(百分比表示)(A-C)以及相对蛋白质浓度(D-F)。(A、D)HP(B、E)MT-2(C、F)FPN。数据包括四组生物重复的对照组和高血糖处理的 ARPE-19 细胞的分析结果,每次重复都进行了三次仪器测量。 图2研究了蛋白质质量和细胞体积之间的相关性,蛋白质质量较大的细胞群在散点图上半部分用红色标出,质量较小的细胞在底部用绿色标出。图2的B、C显示的红色圈部分的细胞群中的细胞体积与蛋白质量之间呈线性增长关系,即细胞体积越大,蛋白质量越高。高血糖组(图2 D-F)也观测到了相同的趋势,但MT2和FPN中红色标记组的比例更高,意味着经过高血糖处理后,有更多细胞的体积与这两种蛋白质质量成线性关系。图2 用sc-ICP-TOF测定的对照组和高血糖处理组的HP、MT2和FPN蛋白质质量与细胞体积的散点图。A-C为对照组,D-F为高血糖组。101Ru+信号是和金属纳米簇免疫探针的金属信号同时被测量的。红色椭圆代表蛋白质质量较大的细胞群,绿色椭圆代表蛋白质质量较小的细胞群。 为了评估细胞体积是否受到处理方法的影响,研究人员对101Ru+信号强度也 进行了研究(原文图S4)。对于较大的细胞,对照组和高血糖处理组观察到相同的分布,然而对较小的细胞,明显有不同的趋势:低于65cts3/2的细胞中,只观察到对照组细胞(即此区间未发现高血糖处理的细胞),而在65-140cts3/2范围,对照组细胞比高血糖处理的细胞数要多,平均101Ru+信号强度明显大于高血糖处理的细胞(p=0.04),表明高血糖会增大细胞体积,与文献中对应酵母细胞结果一致。此外,高血糖会诱发氧化应激、脂质过氧化和细胞凋亡,并抑制细胞增殖,这可能会改变抗氧化剂和控制金属稳态的蛋白质水平。 为了验证该方法的有效性,研究人员使用商用ELISA试剂盒进行了对比实验。在高血糖处理过的细胞中,HP和FPN的平均质量均出现过表达,两者变化倍数均为1.4。在95%置信度下的t检验显示,对照组和高血糖处理的细胞之间存在显著差异(p值分别为5 x 10-4和2 x 10-6),在sc-ICP-TOF-MS结果中也发现了同样的趋势,HP和FPN的变化倍数分别为1.4和1.3。因此,sc-ICP-TOF-MS获得了与细胞生物学常用技术很高一致性的结果。不过需要强调的是,ELISA分析只能获得细胞培养物中蛋白质的平均含量,而sc-ICP-TOF-MS可以获得每个细胞的蛋白质质量,并考虑细胞体积,而不是整体细胞群的平均值,从而能够更好地理解细胞应激反应背后的生物机制。06诱导氧化应激对APRE-19的影响 作者使用同样方法研究了对照组和AAPH处理的氧化应激APRE-19细胞中HP、MT2和FPN的含量。图3描述了比较蛋白质质量分布(图3 A-C)和蛋白质相对浓度分布(图3 D-F)。从图3 A-C可以看出,氧化应激状态下单细胞的HP和FPN平均蛋白质质量增加,而MT2无明显变化。每个细胞HP蛋白质量的中位数无明显变化,而MT2和FPN中位数却有所下降,分别从 1.41 ag/cell 降至 1.23 ag/cell 和 从0.81 fg/cell 降至 0.69 fg/cell),这些差异都有统计学显著性。三种蛋白质的平均相对浓度都有所下降(图4 D-F),但对照组和氧化应激组细胞之间的FPN浓度差异并不明显。图3 用sc-ICP-TOF-MS测定对照组(绿色)和氧化应激组(橙色)的ARPE-19细胞中的HP、MT2和FPN的质量的箱形图和直方图(百分比表示)(A-C)以及相对蛋白质浓度(D-F)。(A、D)HP(B、E)MT-2(C、F)FPN。数据包括四组生物重复的对照组和氧化应激处理的 ARPE-19 细胞的分析结果,每次重复都进行了三次仪器测量。 图3 A-C中三种蛋白质的直方图显示了两种处理方式的细胞都属于一个大细胞群。然而考虑到细胞体积时,图3 D-F可以识别出几个大小不同的细胞群。对照组HP的相对蛋白浓度直方图(图3 D)有一个最大值,而氧化应激组细胞有两个不同的细胞群。图3 E中,氧化应激组中低蛋白质浓度的细胞比例比对照组更高。图3 F显示,两组都有两个不同细胞群,但是中浓度和低浓度FPN蛋白质浓度下细胞的百分比不同。 最后,图4展示了通过sc-ICP-TOF-MS得到的对照组和使用AAPH进行氧化应激处理的具有特定体积细胞的频率直方图。实验结果显示,与对照组的细胞相比,经氧化应激处理的细胞中具有高Ru信号(超过65 cts3/2)的细胞百分比更高,这意味着这些细胞的体积更大。AAPH是一种过氧自由基化合物,能增加活性氧种类的产生和通过改变细胞膜的透性增加细胞体积。因此,这种对比使我们能够得到关于AAPH处理的有趣发现,这些发现只能通过逐细胞研究细胞群体并考虑每个细胞的体积来得到。例如,与对照组细胞相比,AAPH处理的细胞中HP和FPN的质量更高,但该处理也显著增加了细胞体积;因此,这些蛋白质的质量增加不仅意味着处理后细胞内蛋白质浓度增加,也意味着细胞大小的增加。图4 使用sc-ICP-TOF-MS获得的对照组(灰色,4635个细胞)和经过氧化应激处理(黑色,3505个细胞)的ARPE-19细胞体积频率直方图。06结论 研究人员需要了解每个细胞的目标物质质量、浓度和细胞体积的变化,才能评估细胞在不同外部刺激作用下的反应和相应机理。本文介绍的方法是通过sc-ICP-TOF-MS检测经金属纳米簇(MNC)标记的抗体作为蛋白质测定的特异性标签,以及使用钌红染(RR)作为体积标签,从而以高灵敏度定量测量单细胞中的特定蛋白质的质量,单细胞的相对体积和目标蛋白质的相对浓度。实验提出的自动化且简单的检测和数据处理方法可以处理大量数据并有效地比较对照组和处理过的细胞培养物,以获得可靠的结论。实验还可以评估每个单细胞中的蛋白质总质量,从而更深入了解细胞内发生的生化过程。备注:翻译仅供学习和参考,内容以英文原文为准。文中图片版权均归ACS杂志社所有。TOFWERK icpTOF让离子再飞一会儿!‍TOFWERK icpTOF电感耦合等离子体-飞行时间质谱耦合了Thermo 公司的 iCAP RQ平台和TOFWERK高性能飞行时间质谱。iCAP RQ平台提供了高强度并稳固的ICP进样和离子源,简单可靠的椎体和离子电镜和Q-cell科技。飞行时间质谱分析仪在保证跟四级管(QMS)同等灵敏度的同时,为icpTOF增加了快速全谱分析,更宽的线性动态范围和高达6000的质量分辨率,提供了快速全谱图采集和所有元素同位素的同步分析能力。◾搭配激光剥蚀,生物、地质样品快速成像案例◾单细胞多元素组分同时分析◾大气颗粒物、单颗粒、海洋环境、土壤、固废无机多组分分析;◾极地冰芯、合金材料、玻璃陶瓷中多元素分析
  • 美国干细胞治疗市场之现状
    2021年11月4日,加州大学尔湾分校的Leigh Turner在Cell Stem Cell上发表了文章The American stem cell sell in 2021: U.S. businesses selling unlicensed and unproven stem cell interventions,描述了2021年美国商业化的干细胞市场现状。文中提到2021年3月,美国有1480家企业运营2754家诊所在出售所谓的针对各种疾病的干细胞治疗产品,这一数据是5年前的4倍多。这些干细胞治疗产品并未经过FDA批准,同时缺乏支持安全性和有效性的相关证据。值得多说一句的是,近些年,Leigh Turner在包括Nature等杂志上发表过多篇对于干细胞临床化的评论性文章。引言目前,近1500家美国企业有做广告表示他们可以进行针对各种疾病乃至受伤的干细胞治疗,尽管这些产品没有经过FDA授权,以及没有令人信服的临床证据。在20年前,就已经有企业在出售未授权或未批准的干细胞治疗产品。之后,这一市场急剧扩大,美国政府也出台了与干细胞治疗相关的详细法规以规范这一市场,包括FDA如何解释和应用这些法规的指导性文件,和企业进入这一市场的监管机制文件。通过对干细胞治疗网上广告的调查,发现美国公司销售此类产品比世界其他任何国家都要多,甚至一度成为“干细胞旅游”的目的国。为了调查美国干细胞治疗现状,作者应用了Google对2016至2021年之间的数据进行了搜索和分析,这些数据包括企业或者诊所的位置、干细胞产品的类型、产品定位、价格、企业分类等等。企业或诊所的地理分布截至2021年3月31日,美国有1480家企业经营的2754家诊所在出售直接面向消费者的干细胞治疗产品。这些诊所主要分布于3个州,加州(347家)、佛罗里达州(333家)、德克萨斯州(310家),这三家占据了三分之一(990/2754)以上。第4为亚利桑那州,和新泽西州差不多。虽然前3的州人口数量也多,但是似乎并不完全和人口数量挂钩,比如亚利桑那州的人口数量在全美排第十四。图:每个州里出售干细胞治疗产品的诊所数量干细胞产品类型这些企业刊登的广告中,自体干细胞相关产品最多。671家企业(45.33%)销售的是自体骨髓来源的干细胞产品,437家(29.52%)是自体脂肪来源的干细胞产品,42家(2.83%)是自体外周血来源的干细胞产品,7家是自体骨髓和脂肪来源的干细胞产品。异体干细胞产品也有很多。350家(23.64%)销售脐带血或组织来源的干细胞产品,260家(17.56%)销售羊膜干细胞产品,47家(3.17%)销售胎盘干细胞产品。另外还有25家销售没有指定来源的干细胞产品。在1480家企业中,有595家(40.2%)在销售间充质干细胞产品。大多数企业都在推广他们所声称的特定类型的干细胞产品,然而有220家(14.86%)尽管有相关广告,但是并没有明确声明他们的干细胞来源或者类型。在市场中,也有一些“与众不同的”企业,比如有三家公司销售异种干细胞产品,三家公司销售胚胎干细胞产品,一家公司销售“非常小的胚胎样”干细胞产品。与2016年不同的是,2021年没有销售诱导多能干细胞产品(编者注:诱导多能干细胞就这么没有牌面)。另外,还有一种新型的产品受到了人们关注。有99家(6.68%)销售干细胞来源的外泌体产品。这一现象似乎表现出干细胞“周边”也受到了人们的青睐。图:干细胞产品类型可以看到,这些干细胞产品中骨髓或脂肪来源的自体干细胞最多,但也有干细胞“周边”产品。需要说一句的是,这些产品都需要FDA的批准。产品定位这些干细胞产品主要定位于可以缓解疼痛。在1480家企业中,有1262家(85.27%)表示他们的产品可以用来治疗疼痛综合征。第二常见的是应用于骨科疾病和外伤,有689家(46.55%)企业表示他们的产品可以针对此类疾病。有339家(22.90%)表示他们的产品可以针对运动损伤。顺着往下,134家(9.05%)表示可以治疗神经系统疾病,122家(8.24%)可以治疗免疫相关疾病,95家(6.41%)针对肺部和呼吸系统疾病,94家(6.35%)针对勃起障碍和其他性别相关疾病。88家(5.94%)可以治疗皮肤疾病和伤口,86家(5.81%)声称可以与治疗心血管疾病,54家(3.64%)针对糖尿病,39家(2.43%)针对泌尿系统疾病,36家(2.43%)针对脊髓损伤或瘫痪,29家(1.95%)针对视力损伤,23家(1.55%)针对自闭症和脑瘫,还有37家(2.5%)声称可以治疗成人阿尔茨海默症。除了疾病,有123家(8.31%)针对美容,109家(7.36%)针对脱发,89家(6.01%)针对衰老。图:干细胞产品的定位费用大多数公司没有在其网站上公布其干细胞产品的费用。在1480家企业中,只有56家(3.78%)列出了其产品价格。最低的是1200美元,最高的是28,000美元,平均为5118美元,价格中值为4000美元。对于大多数患者来说,这些干细胞治疗是自付。企业类型在这些销售干细胞治疗的企业中,有335家(22.63%)以干细胞诊所或者干细胞/再生医学机构的形式存在。大多是企业并没有标榜自己为干细胞诊所或者企业,而是使用了其它一些术语,比如缓解疼痛中心(204家,13.78%)、整形外科护理(181家,12.22%)、整合医学(106家,7.16%)、足部医疗(88家,5.94%)、脊椎治疗中心(77家,5.20%)、骨科或运动医学(67家,4.52%)、脊柱治疗(58家,3.91%)、康复(51家,3.44%)、整容手术(50家,3.37%)。也有一些以水疗中心、抗衰老研究所、自然疗法诊所、针灸诊所、激光诊所或牙科诊所的形式存在,只有极少数的挂靠在科研单位。图:企业类型
  • ThawSTAR细胞复苏仪—无水自动化解冻细胞“黑科技”
    前言:深低温下细胞出于“休眠”状态得以长期保存,解冻后需要维持较好的活率才能达到应用效果 ,细胞解冻需要一个”舒适“的温度范围,如何实现过程控温?如何有效安全解冻细胞?如何维持工艺可重复?今天小编向各位介绍一款全系列产品,它就是美国百奥莱BioLife公司开发的ThawSTAR细胞程序复苏仪,一直被业内视为解锁细胞解冻工艺黑科技产品,ThawSTAR可以轻松实现细胞自动化解冻,标准工艺高度重复,解冻安全、操作方便、性能稳定!一、ThawSTARTM CFT系列细胞复苏仪(冻存管专用)2021年6月23日CFDA正式批准由复星凯特引进美国Kite的嵌合抗原受体CAR-T细胞治疗产品奕凯达® (阿基仑赛注射液)上市,该药品为中国首个获批上市的细胞治疗产品,行业士气颇受鼓舞,9月3日,国内第 2 款CAR-T! 药明巨诺 “瑞基仑赛注射液”获批上市 。一时间,朋友圈瞬间被刷爆,翘首期盼,艰辛付出,终于硕果累累!近二十年,随着世界生物技术快速发展,国内生物制药行业生机盎然,新的制药工艺不断引进与改进,免疫细胞靶向治疗已然成为实体肿瘤、癌症等决定患者生与死的最后救命稻草。对于采用“活体”细胞静脉注射的方式备受关注!白血病女孩Emily通过CAR-T疗法实现痊愈的故事,让患者再次看到希望。实际上,细胞解冻复苏需要一个“舒适温度”范围才能维持较好的解冻后活率,美国百奥莱BioLife 公司自2015年推出首款ThawSTARTM CFT系列细胞程序复苏仪以来,一直被视为业内黑科技产品,在无水干式的条件下自动化轻松解冻冻存管内细胞,而且维持与水浴一致的解冻活率,该款仪器设计小巧,操作简单,通过STARTM低温传感技术监控细胞样本解冻过程温度变化,可以在BSC生物安全柜内洁净度较高的环境中直接使用,相比传统水浴操作,ThawSTAR 解冻更安全、更稳定、更方便!ThawSTARTM 操作简单,流程如下:1. 连接电源启动仪器,预热至起始温度2. 垂直插入冻存管3. 仪器自动启动解冻程序4. 程序达到解冻终点后,冻存管弹出5. 取出样本后,轻轻晃动,冰晶消失。ThawSTARTM CFT系列细胞复苏仪订购信息,如下:二、ThawSTARTM CB系列细胞复苏仪(冻存袋专用)当前,已上市的几款CAR-T细胞药主要采用冻存袋灌装解冻,复杂且昂贵的生产工艺决定了其在终端市场的售价,此前,复星凯特阿基仑赛注射液被流出的药品销售订单来看,国内首款CAR-T疗法阿基仑赛注射液零售价为120万元/袋(约68ml),复星凯特相关负责人回复记者称,“公司CAR-T细胞治疗产品定价将根据价值、疗效、成本等各项综合考量制定,目前定价方案尚未最终确定,正在进行多方沟通中,希望可以惠及风多中国患者。” 但毫无疑问的是CAR-T细胞疗法确实很贵!(来源:资料图)(来源:资料图)CAR-T细胞疗法的全称是嵌合抗原受体T细胞免疫疗法,其中CAR指的是嵌合抗原受体,它的原理在于先激活免疫细胞,然后再去杀死癌细胞,即利用T细胞来杀死癌细胞。针对冻存袋细胞给患者静脉注射前最关键的一步解冻复苏工艺,美国百奥莱公司开发了ThawSTARTM CB细胞程序复苏仪!为实现冻存袋细胞标准化解冻方式提供了新途径!ThawSTARTM CB细胞程序复苏仪是一款针对细胞冻存袋细胞标准程序解冻的复苏仪,针对25~1000mL 容量6个标准规格冻存袋,提供了12个标准的解冻程序,通过STARTM低温穿透传感技术,直接检测细胞样品温度,实时传感系统自动判断解冻结束终点,给细胞解冻时控温提供了有效途径,人性化的操作界面一目了然,密码登录,解冻过程温度数据记录,方便追溯。对于不同细胞剂量美国百奥莱厂家还可以提供订制化解冻程序服务,仪器整体设计结构紧凑,桌面型触摸屏操作,操作简单、安全、稳定。 同样,ThawSTARTM CB优化了操作设计,流程如下:ThawSTARTM CB细胞复苏仪,程序可选、操作简单、解冻安全!ThawSTARTM CB系列细胞复苏仪订购信息,如下:三、ThawSTARTM AT系列细胞程序复苏仪(冻存瓶专用)传统的细胞药主要采用冻存袋存储细胞并在临床上注射使用,但是,受冻存袋包材本身柔软等材料本身特性限制,无法自动化批量分装,液体残留偏高。最近十年,由比利时Aseptic Technologies公司研发生产的AT-Closed Vials可谓是火遍了全球生物技术靶向治疗行业,解决了小剂量分装,深低温冻存、同时也实现了自动化放大分装工艺。尤其干细胞用户群体普遍采用6mL的AT-Closed Vial,那么针对6mL规格的AT-Closed Vial 如何实现有效干式精准解冻呢?美国百奥莱公司早在2018年便开发了ThawSTAR AT6细胞程序复苏仪,并被国外多家知名免疫细胞公司所采用,通过订制化标定解冻过程温度执行程序,可实现自动且精准的判断解冻结束终点,操作简单,工艺高度重复,避免了人为主观判断解冻终点造成的细胞药“失效”!ThawSTAR AT6 细胞复苏仪对于不同剂量下,液氮与干冰冻存过的样本解冻时间表现对比,如下:ThawSTARTMAT系列细胞复苏仪有多款型号,订购信息如下:如果您需要申请Demo机试用,请抓紧联系我们吧!中国区授权总经销:上海朗喜工业科技有限公司
  • 2015技术展望之细胞分析
    作为现代生物学实验室的&ldquo 基石&ldquo 技术,细胞培养方法和试剂的改变,可能比其他领域发生的更为缓慢。但是这并不意味着来年在细胞培养和分析领域不会发生什么惊人的进展。为了找出这些可能发生的进展,BioTechniques的编辑对来年的细胞培养和分析进行了大胆的预测。   1. 细胞的3D生物打印。把它看作是下一个十年的细胞培养。长久以来,我们一直在讨论,在各种惰性材料制成的3D支架上种植和培育细胞。我们已经了解如何改变支架的物理性能,以使不同的细胞过程(例如干细胞的分化)成为可能,以及如何将生长因子和其他生物大分子放置到支架中,以与细胞相互作用。所有这一切,都是利用传统移液器将细胞滴入这些支架中。但是,在细胞培养世界中,随着细胞的3D生物打印在世界范围内的更为普遍,我们可能会突破这一技术限制。事实上,澳大利亚墨尔本St. Vincent医院的研究人员正在致力于生物打印干细胞,最终为神经系统疾病的研究生成人脑组织。3D打印机的特异性与它们对生物学样本的适应性相结合,让我们在2015年有良好的时机,不仅能看到打印的脑组织,而且还能生物打印其他组织和细胞排列。   2. 最后了解你的细胞?我们继续把它作为每年的一个预测问题。人们越来越了解生物学中的可重复性问题,已经导致人们强烈抗议用定义明确、经过验证的试剂开展的精确描述的实验。然而,问题仍在于,使用的是未经验证的细胞系。来年我们能够看到这方面发生重大变化吗?也许在提供资金之前,资助机构将需要细胞系的认证数据?也许用于认证的资金将被补充到研究资金里面?或者也许该出现一种用于好用细胞系认证的单一数据库和程序。   3. &ldquo 太空细胞&rdquo 。现在我们来做出2015年最深远的预测:更多检测有限重力对细胞的影响,将对真实感3D细胞培养和再生医学应用,提供一种更好的路径。让我解释一下。随着航天任务的增多,以前在太空检测细胞的工作已经有经验了,在接下来的几个月,太空细胞培养将变得越来越普遍。在2014年,英国杜伦大学的Stefan Przyborski,将细胞送到国际空间站,以检测3D细胞培养,并研究微重力对细胞的生理学影响。Przyborski一直热切地参与3D细胞培养方法的发展,他开发了一种支架,可使一种比传统2D平板更加现实的培养环境成为可能。但事实证明,在微重力环境下,细胞更容易聚集在一起,一些学者甚至认为,这样的环境可能对于推动再生医学工作而言是完美的。因此,在来年,商业太空旅行可能会大大增加,细胞太空培养方面的见解,可能为再生医学进步做了更好的准备,我们认为,2015年可以看到新的空间细胞生物学研究。
  • 单细胞拉曼分选仪(RACS):探索微观世界的利器
    马波*,籍月彤,刘阳,徐健*  摘要:  单个细胞是地球上生命活动的基本单元,单细胞精度的科学研究能够揭示生命科学的本质问题,已经成为国际研究热点。拉曼激活细胞分选(Raman-activated Cell Sorting,RACS)能够利用“单细胞拉曼图谱”这一细胞内在、免外源标记的“生化指纹”进行功能分选,突破“细胞功能异质性原理”、“大多微生物尚难培养”等共性科学问题与重大技术屏障。本文介绍了拉曼光谱在单细胞功能识别方面的研究进展,详述了基于拉曼光谱的单细胞分选技术和核心器件研制的产业化过程。同时,介绍了近期推出的第一代商品化的RACS仪器,并且讨论了这些国产仪器装备为医药、海洋、土壤/环境、工业生物技术领域提供的原创解决方案。这些拥有自主知识产权的国产高端仪器装备将广泛服务于工业过程在线实时监控、细胞工厂筛选、工业/土壤/海洋种质资源挖掘、临床精准用药及新能源开发等。  关键词:拉曼组,单细胞表型组,拉曼激活细胞分选,国产仪器装备,单细胞分选技术与核心器件  单个细胞是地球上生命活动的基本单元,因此单个细胞精度的生命系统研究能够揭示“细胞功能异质性机制”这一生命科学的本质问题1。传统的、基于细胞群体水平性状测量的信息并不能真实反映细胞内部的生物过程及机制2,3,这是因为,在细胞种群中,即使是基因组信息完全一致的不同单个细胞之间,其表型也具有极为显著的差异,而这些差异往往具有重要的生物学意义4,5。因此,单个细胞的研究能够带来生物技术在能源、环境、健康、农业、海洋等广泛应用领域的突破。2018年,利用单细胞测序技术完成的胚胎发育初期单细胞命运追踪被Science杂志评为2018年最重要的十大科学进展之首。近两年来,世界顶级学术期刊《科学》《自然》分别有43篇和38篇文章聚焦于单细胞分析。  (一)拉曼组技术是单细胞功能识别的创新工具和有力武器。  自上个世纪以来,研究人员主要通过荧光标记与流式细胞术的结合实现单细胞功能分选,即荧光激活细胞分选(Fluorescence-activated Cell Sorting,FACS)6。然而,FACS一般需要针对特定的生物标识物对细胞外加荧光标记,因此在单细胞分选方面存在如下瓶颈:(1)细胞适用性有限。不论在干细胞发育的机理研究、肿瘤细胞的诊断,还是微生物群落中功能组分的识别中,关键的细胞表型经常仅有粗放认识或完全未知(即“未知”的细胞表型),也没有其生物标记。因此,FACS通常难以分选那些生物标识物通常未知或难以外加活体荧光标记的细胞体系(如微生物群落等)。(2)难以开展“原位”研究。进入细胞的荧光标记经常会改变细胞的原位状态,有时甚至影响细胞活性,因此该方法通常仅限于能够进行外加荧光标记的细胞,而且难以进行真正意义上的“原位”研究。(3)难以获取全方位的代谢表型。FACS在单位时间只能获得与区分很有限的细胞信息数据,如形态、折光率、反射率或荧光强度等有限指标,难以表征单细胞全方位的“代谢表型组”,因此通常不易获得尚难培养微生物与其生态功能之间的原位联系。  拉曼光谱是一种非标记的散射光谱,每个单细胞拉曼光谱由分别对应于一类化学键的超过1500个拉曼谱峰组成,反映了特定细胞内化学物质的成分及含量的多维信息。因此,特定时空状态下一个细胞群体的单细胞拉曼光谱的集合称为“拉曼组”7。由于细胞内化合物的组成对于细胞生理状态和微环境的变化等因素敏感,因此单细胞拉曼图谱或拉曼组不仅潜在能区分不同物种的细胞,还可以静态或动态地表征该细胞的生理状态及所处微环境8。  业界研究表明,利用拉曼组可实现较为广泛的细胞类型及功能的表征8。例如,Forrester和Deng等分别利用拉曼光谱成功地对多株芽孢杆菌属细菌的生化特性进行了鉴定,发现根据拉曼光谱信息可实现菌株水平的鉴定,并分析了各菌株之间可能的遗传进化关系9,10。在细胞功能识别方面,Samek和Singh等分别通过检测拉曼图谱分析了不同微藻的油脂产量,并建立了通过分析特定峰位比值来估测脂类不饱和度的方法11,12。Heraud等通过检测细胞拉曼图谱,对微藻细胞所处的营养状态(缺氮与否)进行判别和预测13。在临床方面,2011年Dochow等通过微流控芯片结合拉曼光镊技术,成功对人体白细胞、红细胞、急性髓性白血病细胞以及两种乳腺癌细胞进行了鉴别14。利用癌细胞的生化表型与正常细胞的区别,Barman15, Surmacki16和Haka17分别独立地证实了单细胞拉曼可用于乳腺癌早期诊断。此外,中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心等也证明,单细胞拉曼光谱可以区分或定量表征细菌细胞的种系发生18、药物应激反应与耐药性19,20、分解代谢(综合细胞代谢活性21、分解特定底物的活性22)、合成代谢(甘油三酯含量及油脂饱和度23,24、淀粉含量25)、不同物种之间的代谢互作26等。  (二)基于拉曼光谱的单细胞分选技术和核心器件是单细胞组学研究获得突破性进展的关键。  拉曼激活细胞分选(Raman-activated Cell Sorting,RACS)能够利用“单细胞拉曼图谱”这一细胞内在、免外源标记的“生化指纹”进行功能分选,建立单细胞功能表征和单细胞组学分析之间的桥梁,突破“细胞功能异质性原理”、“大多微生物尚难培养”等共性科学问题与重大技术瓶颈27,28。随着微流控技术的进步,一系列基于拉曼光谱的单细胞分选技术和核心器件先后面世,其中包括在静止或者相对静止系统中进行的拉曼光镊分选21,29,30、单细胞拉曼弹射分选(RACE)18,31和拉曼激活光镊重力驱动微液滴分选技术(RAGE)32,以及在液相流动态细胞中进行的拉曼激活微流分选(RAMS)33、拉曼激活单细胞微液滴流式分选(RADS)34、介电迟滞拉曼激活单细胞微液滴流式分选(pDEP-RADS)。  RACE适用于静置或贴壁细胞的单细胞分选。该技术在风干的芯片上对细胞逐一测量拉曼信号后,用脉冲激光弹射出具有目标拉曼信号的细胞18。通过改进弹射基片材料,RACE可以在背向直接采集拉曼信号,降低了操作的繁琐性并大幅提升了全流程的速度和通量35 同时,“All-In-One”RACE芯片的面世,让测量、弹射、细胞裂解与核酸扩增都在同一与空气隔绝的封闭体系内进行,从而降低了环境DNA对目标单细胞核酸扩增的污染35。近期油相震荡乳化单细胞MDA方法的开发,使RACE分离的纯培养E. coli(每个MDA体系含5个细胞)基因组覆盖度由通常的青岛星赛生物科技有限公司依托于中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心的原创技术与知识产权,自主研发了一系列基于拉曼组原理的原创单细胞拉曼分选仪器装备。  单细胞拉曼分选-测序耦合系统(Raman-Activated single-Cell Sorting RACS-Seq)克服了单个细胞拉曼分离可靠性低、核酸扩增容易污染、全基因组测序覆盖度不均等关键技术难点,具备样品预处理、显微拉曼成像、RAGE/RADS拉曼分选、单细胞微液滴细胞裂解和核酸扩增、拉曼组分析软件等功能,实现了单细胞功能检测、分选、测序与培养之完整流程的仪器化。RACS-Seq带有配套的RAGE、RADS、pDEP-RADS等芯片和相应试剂盒(环境样品中微生物单细胞提取与制备、稳定同位素饲喂细胞、单细胞核酸裂解与扩增等),能够满足不同实验目的所需的单细胞识别、分选和测序文库构建,并且适用于任何大于0.5 μm的细菌、古菌和真菌细胞(也适用于微藻、植物、动物及人体细胞)。  临床单细胞拉曼药敏快检仪(Clinical Antimicrobial Susceptibility Test Ramanometry CAST-R)是临床样品之病原鉴定、药敏性表型测量及耐药基因解析的一体化装备。它基于重水饲喂单细胞拉曼光谱技术,不需分离培养而直接鉴定病原种类,并测量基于代谢活性抑制的药敏性表型(及其在细胞之间的异质性),全流程可在3小时内完成,将目前检测时长缩短至1/10 20。进而通过单细胞微液滴光镊拉曼分选与核酸扩增技术,完成低偏好性、高覆盖度、与耐药表型关联的单细胞基因组测序。最新论文证明,该系统能从临床菌群中直接、精准地获取一个细菌细胞的药敏表型及其完整基因组(以往未有先例) 32。CAST-R在单个细菌细胞精度同时追踪“药敏表型-完整基因组”的独特能力,预期将为临床感染诊断和用药、耐药性传播监控、微生态监控等提供新一代解决方案。  单细胞拉曼表型监测系统(Raman-Activated Phenotyping System RAPS)是基于拉曼复合表型对细胞工厂进行单细胞水平高通量、低成本、非入侵式的快速表型监测装备。现有发酵过程的监控方案存在三大问题:1)时间精度,目前只能通过离线方式对各表型分别进行测定,由于样品处理和测量时间带来的滞后性,使得微生物发酵过程的控制比一般的工业生产难度更大 2)表型精度,由于缺乏综合表型表征手段,只能通过胞外产物尽量刻画细胞状态 3)测量精度,现有表型的测量均基于群体水平大量细胞的平均性状,在高压、高浓、高密度、且营养物质不均一的发酵过程中,细胞之间的差异被累积并级联放大,而群体水平的平均性状掩盖了这种差异的发生/发展和变化规律,无法反映细胞的真实状态。RAPS克服了现有方法的滞后性、可检测表型有限,以及无法反映细胞异质性等局限,为细胞工厂研究提供了一个高效、全景式的表型鉴定和过程监测方案。  模块式单细胞微液滴分离系统(EasySort)是一款拥有自主知识产权的小型台式仪器。它小巧灵活,操作简便,能够自由地与各种型号的显微镜搭配组装,轻松将明场/荧光/拉曼显微镜升级为“所见即所分”、保持原位状态与活性的细菌单细胞精准功能分选装置。在显微镜的视野下,具特定表型的直径大于0.5 μm的单细胞均能够被迅速包裹成单液滴,并通过独有的重力驱动专利技术迅速移动到孔板或者EP管中,对接下游实验。因其兼具超高的性价比、便携的外形、灵活的适配度、简易的用户界面以及优秀的细胞活性保持等众多优势,EasySort将广泛应用于各类单细胞的分离、分选、培养及测序实验。  高通量流式拉曼分选仪(High-throughput RACS:FlowRACS)搭载了具自主知识产权的pDEP-RADS技术,通过在高速液流中基于介电迟滞来精确捕获和采集单细胞拉曼信号,克服了单细胞拉曼分选的通量限制,以及微液滴对于拉曼表型鉴定的影响,巧妙地集成了单细胞拉曼信号采集与单细胞微液滴发生。同时它利用全光谱实时判别算法,实现了活体单细胞超高通量拉曼分选的高度自动化。  (四)原创国产单细胞拉曼分选装备将服务于医药、土壤/环境、海洋和工业生物技术等广阔领域。  上述介绍的这些拥有自主知识产权的原创仪器装备已经支撑着临床精准用药、生物资源挖掘、环境微生态机制、细胞工厂筛选、工业过程监控等广阔领域。  在医药领域,细菌耐药性蔓延是临床感染面临的严重危机。当前基于培养原理的病原鉴定和药敏仪器检测一般需要花费2-3天。而CAST-R不再需要培养,而是基于重水标记单细胞拉曼光谱,在3小时之内即可完成针对代谢活性抑制的药敏性实测,而且将具有耐药表型的目标耐药菌单细胞分离出来,直接耦合细菌单细胞基因组测序,实现了在单个细菌/真菌细胞的精度,挖掘耐药基因及突变、追踪病原传播和考察耐药微进化机制。利用CAST-R针对临床尿液样品的初步分析显示,基于单细胞拉曼的菌株鉴定准确率达到93%,药敏测试与培养法的一致性达到90%。同时,从临床尿液样本中直接识别和分选出耐受特定抗生素的临床E. coli,并进行了精确到一个细菌细胞的全基因组测序,覆盖度可达99.5%32,保证了基因组上所有耐药基因突变均得以全面、精确地揭示。  在海洋和土壤/环境领域,“99%的微生物难培养”、“异质性普遍存在”、“原位功能难以测量”等因素均对环境功能基因研究、种质资源挖掘、生态环境监测等提出了严峻的挑战。借助RACE技术,研究人员以中国黄海近海真光层的新鲜海水为模式,用13C-NaHCO3饲喂其微生物组,然后通过测量海水拉曼组中各个单细胞拉曼图谱上13C峰的动态特征,分辨出在海水中活跃固定与代谢无机碳的单细胞群。同时,分选这些原位固碳单细胞群(30个细胞混合)并测定其DNA序列,可重构出基因组草图35。后续研究表明,利用搭载RAGE-Seq芯片的RACS-Seq系统,可以分选获取海水中单个原位固定CO2的目标细菌细胞,并且对1个细胞的基因组即可获得超过95%的基因组覆盖度。对于土壤样品,则可以基于重水孵育、针对代谢活性进行菌群中功能细胞的识别、分选和测序,单个细胞的基因组覆盖度可达90%。  在工业生物技术领域,新兴的合成生物学需要对细胞工厂进行人工设计并构建具新功能的生物系统,从而建立药物、材料或能源替代品等的生物制造途径36。其中细胞表型的测试筛选工作是合成生物技术发展的“限速步骤”之一。代谢物是细胞中基因表达的最终产物,因此对细胞代谢物组或代谢状态的检测是细胞功能检测最直接有效的手段之一。利用RACS-Seq,可以快速、非侵入性、不须标记地以单个活体细胞中淀粉含量这一特定表型对莱茵衣藻和小球藻进行快速表型鉴定,为富含淀粉的种质资源选育提供了一种崭新手段25。在莱茵衣藻和微拟球藻中,利用RACS-Seq可针对单个细胞中淀粉、蛋白质、甘油三酯含量和脂质不饱和度等表型对目标细胞进行快速筛选24。利用RACS-Seq,还能够针对CO2利用速率这一特定表型对海水中难培养微生物进行分选和测序,从而完成功能基因及种质资源挖掘35。  此外,在酶活筛选方面,将未知功能的酶基因库转化入酵母底盘中,利用FlowRACS基于拉曼光谱、不需酵母培养和纯化而直接识别和定量其单细胞精度的目标代谢物,进而高通量流式拉曼分选目标单细胞,并利用下游测序快速识别其中表达的目标化合物合成酶。因此,FlowRACS大大节约了时间、耗材和人力的成本,可将酶的筛选效率提高100到1000倍。  总之,拉曼组和单细胞拉曼分选基于细胞本征性的生化指纹图谱来识别与分选特定“代谢表型组”的目标细胞,具有不需预知生物标识物、不需标记、非侵入性、可全景式识别细胞代谢表型等核心优势8。因此,包括RACS-Seq,CAST-R,RAPS,EasySort以及FlowRACS等在内的单细胞分析仪器系列(青岛星赛生物科技有限公司),将在精准医疗、大健康、生物资源挖掘、生态监测、生物安全、工业生物技术等领域得以广泛应用,同时为单细胞研究提供全新的科学思路、技术路线和仪器装备。  参考文献:  1 Schubert, C. Single-cell analysis: The deepest differences. Nature 480, 133-137, doi:10.1038/480133a (2011).  2 Eldar, A. & Elowitz, M. B. Functional roles for noise in genetic circuits. Nature 467, 167-173, doi:10.1038/nature09326 (2010).  3 Spiller, D. G., Wood, C. D., Rand, D. A. & White, M. R. Measurement of single-cell dynamics. Nature 465, 736-745, doi:10.1038/nature09232 (2010).  4 Elowitz, M. B., Levine, A. J., Siggia, E. D. & Swain, P. S. Stochastic gene expression in a single cell. Science 297, 1183-1186, doi:10.1126/science.1070919 (2002).  5 Yoon, H. S. et al. Single-cell genomics reveals organismal interactions in uncultivated marine protists. Science 332, 714-717, doi:10.1126/science.1203163 (2011).  6 Bonner, W. A., Hulett, H. R., Sweet, R. G. & Herzenberg, L. A. Fluorescence activated cell sorting. Rev Sci Instrum 43, 404-409, doi:10.1063/1.1685647 (1972).  7 Xu, J. et al. Emerging trends for microbiome analysis: from single-cell functional imaging to microbiome big data. Engineering 3, 66-70 (2017).  8 He, Y., Wang, X., Ma, B. & Xu, J. Ramanome technology platform for label-free screening and sorting of microbial cell factories at single-cell resolution. Biotechnol Adv 37, 107388, doi:10.1016/j.biotechadv.2019.04.010 (2019).  9 Forrester, J. B., Valentine, N. B., Su, Y. F. & Johnson, T. J. Chemometric analysis of multiple species of Bacillus bacterial endospores using infrared spectroscopy: discrimination to the strain level. Anal Chim Acta 651, 24-30, doi:10.1016/j.aca.2009.08.005 (2009).  10 Deng, A. H., Sun, Z. P., Zhang, G. Q., Wu, J. & Wen, T. Y. Rapid discrimination of newly isolatedBacillaleswith industrial applications using Raman spectroscopy. Laser Phys Lett 9, 636-642, doi:10.7452/lapl.201210052 (2012).  11 Samek, O. et al. Raman microspectroscopy of individual algal cells: sensing unsaturation of storage lipids in vivo. Sensors (Basel) 10, 8635-8651, doi:10.3390/s100908635 (2010).  12 Wu, H. et al. In vivo lipidomics using single-cell Raman spectroscopy. Proc Natl Acad Sci U S A 108, 3809-3814, doi:10.1073/pnas.1009043108 (2011).单细胞中心合影  中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心(徐健、马波、籍月彤、刘阳 所在单位)简介:中国科学院青岛生物能源与过程研究所是由中国科学院、山东省人民政府、青岛市人民政府于2006年7月启动筹建,2009年11月30日通过共建三方验收并纳入中国科学院“知识创新工程”管理序列的国立科研机构。单细胞中心的核心使命是以基因组工程、工具酶开发、先进成像、微流控器件、大数据等为主要方法学支撑,围绕细胞工厂构建、微生物组快检及机制等领域的关键科学和技术瓶颈,开发单细胞分析、分选、测序与培养技术,研制与产业化单细胞分析仪器系列,从国产装备的角度支撑单细胞大数据网络和微生物组天网等原创大数据系统,服务于工业生物技术、大健康、海洋资源挖掘、环境保护与修复、生物安全等应用领域。  青岛星赛生物科技有限公司(籍月彤所在单位):青岛星赛生物科技是一家专注于单细胞分析科研设备及临床诊断仪器研发与产业化的创新型高新科技企业。竭诚为科学研究人员、工业生物技术人员、以及临床工作者提供高效、可靠、一体化全方位的单细胞水平解决方案,着力打造国产高端生命科学仪器品牌。产品应用于工业过程监控、工业及海洋种质资源挖掘、临床精准用药、微生物组研究、生物安全及新能源开发等领域。
  • 保卫细胞宝宝离不开细胞培养的四大护法
    隔壁的直男师兄今年喜得千金,最近总在实验室诡异地傻笑,问他为何,说是时常想起女儿的可爱模样。 这种感情,没养育过孩子的人恐怕理解不了。但生物汪在实验室养育细胞,也一样寄托感情,生怕细胞被养坏了。一个闪失,就前功尽弃。实验结果不可靠,没有一致性和稳定性,还重复不出来,再浓密的头发也经不住这样的考验。所以,有一个稳定、一致的培养环境,那就很重要了。 培养细胞不可能24小时值守,快快请出四大护法相助! 1. 大护法:二甲基亚砜(DMSO) 成功冻存和复苏细胞是细胞培养研究的常规操作。细胞低温储藏时,防止冰晶形成是维持细胞活力的关键。大护法DMSO作为冷冻保护玻璃化剂,可以让细胞免受冰晶导致的机械损伤。大护法法力无边,能够用于原代、继代培养和重组的异倍体和杂交瘤细胞系、胚胎干细胞 (ESC) 以及造血干细胞的冻存。 下面为大家解密DMSO这个既熟悉又陌生的细胞培养大护法~~l DMSO的摩尔浓度是多少?DMSO的摩尔浓度为14.1 M,依据是密度1.1 g/mL和分子量78.13 g/ml。l DMSO的来源?过去,DMSO是从树皮中分离出来的。现在,它是一种商业合成的溶剂。l 细胞冻存培养基中应使用什么浓度的DMSO?DMSO通常以1-10%的浓度使用,具体取决于细胞系。 l DMSO应该是液体,为什么我收到后却是固体?DMSO的熔点为16-19℃,室温过低就凝固。这并不妨碍使用,可以缓慢加热令其重新液化,不会有任何影响。l 哪种类型的过滤器可用于无菌过滤DMSO?DMSO可以用带0.2 μm PTFE膜的过滤器进行无菌过滤。 每个伺候细胞宝宝的“宝爸宝妈”对棕瓶子白盖子的DMSO应该都不陌生。没错!正是Sigma-Aldrich® 品牌热卖的这款DMSO(货号:D2650):明星产品,质量过硬,口碑积累,适用性广,久经验证。 2. 二护法:血清 血清里的生长因子能促进细胞的繁殖,附着因子可促进细胞的贴壁,此外矿物质、脂类及激素对细胞也大有裨益。常用的血清有胎牛血清和小牛血清,公认澳洲来源的血清品质更优、更安全。 赶快来了解一下保护细胞宝宝的二护法吧~~l 如何解冻血清?血清应在2-8°C过夜解冻以避免降解,或者在室温条件下,定期轻轻摇动使组分重悬。解冻的血清在加入细胞培养基前应该混合均匀。反复冻存会严重影响血清品质,建议将解冻的血清分装成单次使用量,并冻存于-20°C。如果储存于2-8°C的环境中,应该在2-4周内尽快使用。温度超过37°C时血清会降解,功能遭到破坏。l 如果血清收到时存在部分解冻,还能继续使用吗?血清是干冰包装运输,到达时应该是冷冻状态。运输超期,会部分解冻,但依然可以继续使用。l 培养基中加入血清和所有补充物后可以储存多久?如果正确无菌操作,添加血清的培养基可以在2-8°C最长储存6周。不论储存时间长短,一旦培养基变浑浊,应该使用适当的方法丢弃。l 为什么血清会出现浑浊或絮状物质?原因很多,主要有二:1. 反复的冻融会使血清脂蛋白发生变性造成浑浊,所以,一定要分装哦~~2. 血清加工中遗留的纤维蛋白原在解冻时会转化成纤维蛋白,过量的纤维蛋白就呈现为絮状物。不要着急,可以离心移除;不推荐过滤哦,因为容易堵。l 什么是γ辐照的血清?γ辐照的血清通过暴露于放射性60Co产生的25-40 kGy剂量的γ射线来灭活病毒和其他外来微生物(比如支原体)。γ辐照处理不影响血清的理化性质或细胞培养性能。l 为什么有些血清是热灭活的?如何热灭活?哺乳动物血清中天然存在的补体蛋白参与细胞溶解事件、收缩平滑肌、从肥大细胞和血小板中释放组胺和激活淋巴细胞和髓细胞。热灭活破坏了血清中补体的活性,因此免疫学应用,培养胚胎干细胞、昆虫细胞和平滑肌细胞时推荐使用。热灭活方法是在56°C水浴中处理30分钟,并每隔大约10分钟旋转一次瓶子。为了保持精确,可使用一个类似大小的瓶子作为对照,对照瓶内放入同等体积的水,并放置一个温度计,在温度到达56°C时开始计时30分钟。热灭活过程必须小心控制,避免血清中支持细胞和组织繁殖的关键蛋白组分发生降解。l 胎牛血清的颜色和之前使用的批次不同,会影响血清使用效果吗?血清的颜色取决于血红蛋白浓度,颜色差异不影响血清性能。 说了这么多,从哪里请到这尊神呢?当然首选默克啦~~澳洲来源的牛血清,满足培养细胞的不同需要!货号产品描述F8318-500ML胎牛血清,澳大利亚来源,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,500mLF8687-500ML胎牛血清,澳大利亚来源,γ辐照,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,500mLB7446-1000ML小牛血清,澳大利亚来源,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,1000mLB7447-1000ML小牛血清,澳大利亚来源,γ辐照,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,1000mL 3. 三护法:胰蛋白酶 在细胞培养中,从组织上解离或从贴壁基质上分离细胞的步骤很关键,一般使用胰蛋白酶。胰蛋白酶作用于赖氨酸或精氨酸的C末端,在37°C时具有最佳的效率,因此使用期前要预热。当然,高浓度的胰蛋白酶长期孵育会去除细胞表面蛋白而损伤细胞,甚至杀死细胞。看来,这个护法的脾气可不好哦~~ 根据应用和细胞类型的不同,胰蛋白酶的组分和浓度也不同。比如,粘附分子在钙离子存在时决定细胞-细胞和细胞-基质的相互作用,为了削弱折衷联系,通常使用含EDTA的胰蛋白酶螯合二价阳离子(Ca, Mg)(点击这里,了解更多:T4049)。 胰蛋白酶的主要来源是猪的胰脏,产品是冻干粉或溶液。为了避免动物或微生物物质,现在也有技术可以在玉米中重组表达牛胰蛋白酶,厉害吧?(点击这里,了解更多:T3449)。 胰蛋白酶的使用浓度也很有讲究。对于强贴壁细胞系,常使用0.25%-2.5%的胰蛋白酶。如果实验需要细胞表面蛋白完整,则应降低使用浓度(0.05%胰蛋白酶)。 4. 四护法:抗生素 细菌宝宝的生存环境这么好,肯定有坏蛋觊觎,这就需要请出四护法——抗生素。 常见的生物污染由细菌、真菌和支原体造成,部分由病毒、化学物和细胞交叉污染造成。抗生素可以控制细胞培养中的生物污染。灵活使用抗生素是控制污染的方法,但千万不要偷懒,还是要注意无菌操作哦~~ 青霉素对大多数革兰氏阳性菌和少数革兰氏阴性菌有效,链霉素对革兰氏阴性菌和少数革兰氏阳性菌有效,联合使用青霉素和链霉素(简称双抗),就能有效控制细胞培养中大多数细菌的污染啦~~ 默克旗下有相当靠谱的抗生素。Sigma-Aldrich® 品牌热卖的青链霉素溶液(货号为V900929)不仅性能稳定,超高性价比;而且还是即用型经典配方(10KU青霉素和10mg链霉素/mL),直接以1:100比例添加到培养基中就全搞定! 怎么样?这四大护法,是不是各个身手不凡呀!有了他们,细胞宝宝就可以健康无忧啦~~ 友情提醒,11月起我们会推出四大护法优惠组合套装,敬请留意~也欢迎大家在留言区分享自己培养细胞的心得体会~~我们会精选出五个有趣有料的留言,送上默克超可爱的萌娃家族盲盒一个,共有5位幸运儿,快来留言参与吧! 留言截止时间:2020年10月30日12:00
  • 保卫细胞宝宝离不开细胞培养的四大护法
    隔壁的直男师兄今年喜得千金,最近总在实验室诡异地傻笑,问他为何,说是时常想起女儿的可爱模样。 这种感情,没养育过孩子的人恐怕理解不了。但生物汪在实验室养育细胞,也一样寄托感情,生怕细胞被养坏了。一个闪失,就前功尽弃。实验结果不可靠,没有一致性和稳定性,还重复不出来,再浓密的头发也经不住这样的考验。所以,有一个稳定、一致的培养环境,那就很重要了。 培养细胞不可能24小时值守,快快请出四大护法相助! 1. 大护法:二甲基亚砜(DMSO) 成功冻存和复苏细胞是细胞培养研究的常规操作。细胞低温储藏时,防止冰晶形成是维持细胞活力的关键。大护法DMSO作为冷冻保护玻璃化剂,可以让细胞免受冰晶导致的机械损伤。大护法法力无边,能够用于原代、继代培养和重组的异倍体和杂交瘤细胞系、胚胎干细胞 (ESC) 以及造血干细胞的冻存。 下面为大家解密DMSO这个既熟悉又陌生的细胞培养大护法~~l DMSO的摩尔浓度是多少?DMSO的摩尔浓度为14.1 M,依据是密度1.1 g/mL和分子量78.13 g/ml。l DMSO的来源?过去,DMSO是从树皮中分离出来的。现在,它是一种商业合成的溶剂。l 细胞冻存培养基中应使用什么浓度的DMSO?DMSO通常以1-10%的浓度使用,具体取决于细胞系。 l DMSO应该是液体,为什么我收到后却是固体?DMSO的熔点为16-19℃,室温过低就凝固。这并不妨碍使用,可以缓慢加热令其重新液化,不会有任何影响。l 哪种类型的过滤器可用于无菌过滤DMSO?DMSO可以用带0.2 μm PTFE膜的过滤器进行无菌过滤。 每个伺候细胞宝宝的“宝爸宝妈”对棕瓶子白盖子的DMSO应该都不陌生。没错!正是Sigma-Aldrich® 品牌热卖的这款DMSO(货号:D2650):明星产品,质量过硬,口碑积累,适用性广,久经验证。 2. 二护法:血清 血清里的生长因子能促进细胞的繁殖,附着因子可促进细胞的贴壁,此外矿物质、脂类及激素对细胞也大有裨益。常用的血清有胎牛血清和小牛血清,公认澳洲来源的血清品质更优、更安全。 赶快来了解一下保护细胞宝宝的二护法吧~~l 如何解冻血清?血清应在2-8°C过夜解冻以避免降解,或者在室温条件下,定期轻轻摇动使组分重悬。解冻的血清在加入细胞培养基前应该混合均匀。反复冻存会严重影响血清品质,建议将解冻的血清分装成单次使用量,并冻存于-20°C。如果储存于2-8°C的环境中,应该在2-4周内尽快使用。温度超过37°C时血清会降解,功能遭到破坏。l 如果血清收到时存在部分解冻,还能继续使用吗?血清是干冰包装运输,到达时应该是冷冻状态。运输超期,会部分解冻,但依然可以继续使用。l 培养基中加入血清和所有补充物后可以储存多久?如果正确无菌操作,添加血清的培养基可以在2-8°C最长储存6周。不论储存时间长短,一旦培养基变浑浊,应该使用适当的方法丢弃。l 为什么血清会出现浑浊或絮状物质?原因很多,主要有二:1. 反复的冻融会使血清脂蛋白发生变性造成浑浊,所以,一定要分装哦~~2. 血清加工中遗留的纤维蛋白原在解冻时会转化成纤维蛋白,过量的纤维蛋白就呈现为絮状物。不要着急,可以离心移除;不推荐过滤哦,因为容易堵。l 什么是γ辐照的血清?γ辐照的血清通过暴露于放射性60Co产生的25-40 kGy剂量的γ射线来灭活病毒和其他外来微生物(比如支原体)。γ辐照处理不影响血清的理化性质或细胞培养性能。l 为什么有些血清是热灭活的?如何热灭活?哺乳动物血清中天然存在的补体蛋白参与细胞溶解事件、收缩平滑肌、从肥大细胞和血小板中释放组胺和激活淋巴细胞和髓细胞。热灭活破坏了血清中补体的活性,因此免疫学应用,培养胚胎干细胞、昆虫细胞和平滑肌细胞时推荐使用。热灭活方法是在56°C水浴中处理30分钟,并每隔大约10分钟旋转一次瓶子。为了保持精确,可使用一个类似大小的瓶子作为对照,对照瓶内放入同等体积的水,并放置一个温度计,在温度到达56°C时开始计时30分钟。热灭活过程必须小心控制,避免血清中支持细胞和组织繁殖的关键蛋白组分发生降解。l 胎牛血清的颜色和之前使用的批次不同,会影响血清使用效果吗?血清的颜色取决于血红蛋白浓度,颜色差异不影响血清性能。 说了这么多,从哪里请到这尊神呢?当然可以选择默克啦~~澳洲来源的牛血清,满足培养细胞的不同需要!货号产品描述F8318-500ML胎牛血清,澳大利亚来源,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,500mLF8687-500ML胎牛血清,澳大利亚来源,γ辐照,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,500mLB7446-1000ML小牛血清,澳大利亚来源,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,1000mLB7447-1000ML小牛血清,澳大利亚来源,γ辐照,无菌,适合细胞培养,适合杂交瘤细胞,1000mL 3. 三护法:胰蛋白酶 在细胞培养中,从组织上解离或从贴壁基质上分离细胞的步骤很关键,一般使用胰蛋白酶。胰蛋白酶作用于赖氨酸或精氨酸的C末端,在37°C时具有最佳的效率,因此使用期前要预热。当然,高浓度的胰蛋白酶长期孵育会去除细胞表面蛋白而损伤细胞,甚至杀死细胞。看来,这个护法的脾气可不好哦~~ 根据应用和细胞类型的不同,胰蛋白酶的组分和浓度也不同。比如,粘附分子在钙离子存在时决定细胞-细胞和细胞-基质的相互作用,为了削弱折衷联系,通常使用含EDTA的胰蛋白酶螯合二价阳离子(Ca, Mg)(点击这里,了解更多:T4049)。 胰蛋白酶的主要来源是猪的胰脏,产品是冻干粉或溶液。为了避免动物或微生物物质,现在也有技术可以在玉米中重组表达牛胰蛋白酶,厉害吧?(点击这里,了解更多:T3449)。 胰蛋白酶的使用浓度也很有讲究。对于强贴壁细胞系,常使用0.25%-2.5%的胰蛋白酶。如果实验需要细胞表面蛋白完整,则应降低使用浓度(0.05%胰蛋白酶)。 4. 四护法:抗生素 细菌宝宝的生存环境这么好,肯定有坏蛋觊觎,这就需要请出四护法——抗生素。 常见的生物污染由细菌、真菌和支原体造成,部分由病毒、化学物和细胞交叉污染造成。抗生素可以控制细胞培养中的生物污染。灵活使用抗生素是控制污染的方法,但千万不要偷懒,还是要注意无菌操作哦~~ 青霉素对大多数革兰氏阳性菌和少数革兰氏阴性菌有效,链霉素对革兰氏阴性菌和少数革兰氏阳性菌有效,联合使用青霉素和链霉素(简称双抗),就能有效控制细胞培养中大多数细菌的污染啦~~ 默克旗下有相当靠谱的抗生素。Sigma-Aldrich® 品牌热卖的青链霉素溶液(货号为V900929)不仅性能稳定,超高性价比;而且还是即用型经典配方(10KU青霉素和10mg链霉素/mL),直接以1:100比例添加到培养基中就全搞定! 怎么样?这四大护法,是不是各个身手不凡呀!有了他们,细胞宝宝就可以健康无忧啦~~ 友情提醒,11月起我们会推出四大护法优惠组合套装,敬请留意~也欢迎大家在留言区分享自己培养细胞的心得体会~~我们会精选出五个有趣有料的留言,送上默克超可爱的萌娃家族盲盒一个,共有5位幸运儿,快来留言参与吧! 留言截止时间:2020年10月30日12:00
  • 我国著名植物细胞工程专家陈惠民教授逝世
    著名植物细胞工程专家、山东大学生命科学学院陈惠民教授于2010年9月14日辞世,享年89岁。  1980年,陈惠民教授最先将小麦叶片通过组织培养再生植株,成为我国小麦组织培养的奠基人。陈惠民教授科研团队在国际上率先创立了小麦体细胞杂交转移异源染色体小片段的新技术(获国家发明专利),选育了国际首例高产、耐盐/耐旱的小麦渐渗系新品种山融3号和多个新种质;在小麦基因工程育种方面,获得世界上首例抗大麦黄矮病毒的转基因小麦新种质,该成果被国家科委评为“1995年全国十大科技成就”之一。陈惠民教授治学严谨,淡泊名利,追求真理,成就斐然,以渊博的知识精心培育了很多优秀学生,以大仁大爱无私帮助过许多同事和学生,以自己独特的人格魅力影响和教育着他的学生,曾被评为山东大学先进工作者、山东大学优秀教师和驻济高校十大杰出教工,并荣获“山东大学特殊贡献奖”、“全国老教授科教兴国贡献奖”和“全国民主同盟先进个人”称号等。 (http://www.shunstar.com.cn)
  • 青岛能源所发明活体单细胞淀粉含量检测方法
    利用单细胞拉曼光谱技术在单个细胞精度定量监测微藻产淀粉过程   高等植物和微藻能够利用光能将水和二氧化碳转化成淀粉等高能化合物,从而生产粮食和生物燃料。因此,高产淀粉细胞工厂的选育具有重要意义。目前,定量测定细胞中淀粉含量的方法通常包括破坏性的细胞处理过程、酶(或酸)介导的水解、水解产物的定量等多个环节,不仅需要大量细胞,且操作步骤繁琐、耗时耗力、成本较高,极大地限制了淀粉含量的高通量筛选。此外,传统方法通常无法检测自然界中大量存在的难培养微生物中的淀粉含量。   近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞研究中心助理研究员籍月彤、硕士研究生何曰辉等利用该中心研制的活体单细胞拉曼分选仪原型机(Raman-activated Cell Sorter,RACS),通过单细胞拉曼光谱的快速采集和分析,发明了一种快速、非侵入性、不须标记、以单个活体细胞为单位的淀粉定量检测方法,为富含淀粉的种质资源选育提供了一种崭新手段。该工作发表在新一期的Biotechnology Journal上。   研究人员以478 cm-1拉曼峰强度作为细胞淀粉含量的定量标记对莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)以及工业常用藻株小球藻(Chlorella pyrenoidosa)进行了淀粉含量检测,证明该方法与传统试剂盒法测定结果相关系数(R2)达0.99。该方法无需破壁等繁琐预处理,信号测量时间仅需两秒,基本无耗材消耗,仅需个别细胞或纳升级样品。同时,该方法不需经过细胞纯化与培养环节,能将微藻种质淀粉含量筛选时间从几天缩短至几分钟。此外,该方法还能对难培养微生物资源进行检测并基于淀粉含量进行单细胞分选,从而极大地拓展了应用空间。   上述研究得到了科技部合成生物学&ldquo 863&rdquo 项目和中科院&ldquo 能源微藻生物炼制&rdquo 创新团队国际合作伙伴计划等支持,由徐健研究员和黄巍研究员共同主持完成,华东理工大学李元广教授团队也参与了该研究。
  • 新型 3D 模型助力科学家揭开癌细胞真面目
    p style=" text-indent: 2em " 科学家开发了一个面向患者的模型,使用这个模型可以更好地理解并最终终止癌细胞的迁移。 /p p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/10c81cf2-c4cb-4530-b9f8-6feaeccd63bf.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em " 以前,传统的癌细胞研究只能在皮氏培养皿和显微镜载玻片中进行。而现在,研究人员开发了一个新的三维模型,这个模型可模拟更为接近于人体的环境,从而分析癌细胞的复杂性。每天,人体内会产生约1000亿个新细胞。这些新细胞与数以万亿计之前产生的细胞一起形成了我们赖以生存的组织和器官。有时,在细胞产生的过程中,其DNA发生突变,使得细胞存在缺陷并可能会对人体内部环境产生潜在危险。通常情况下,细胞会识别自身的缺陷并很快自行终止。 /p p   但有时候,突变的细胞非但没有自行消除,反而不断复制,从而形成可以分裂、转移(即迁移)并侵入身体其他部分的肿瘤,这种侵入通常是通过血流完成。幸运的是,卡内基梅隆大学机械工程菲利普· 勒迪克(Philip LeDuc)教授和博士生詹姆斯· 李· 万(James Li Wan)及匹兹堡大学乳腺癌研究员卡罗拉· 诺伊曼博士(Dr. Carola Neumann)合作,开发了一个面向患者的模型。科学家可以使用这个模型更好地理解并最终终止癌细胞的迁移。该研究组的研究论文发表在《Scientific Reports》,题为“通过微铣技术在芯片方法中模拟三维癌症的嵌入式脉管系统结构(Mimicking Embedded Vasculature Structure for 3-D Cancer on a Chip Approaches through Micromilling)”。据勒迪克介绍,这个项目的起因是研究人员对物理科学与癌症之间的关系越来越感兴趣。肿瘤实际上就是体内肿块,生化和物理手段都可以对其和癌细胞产生影响。而考虑到这两种手段之间的关系,勒迪克、诺伊曼和万开始关注癌细胞的转移和分析。通过合作,他们能够开发出一种更精确、更相关的研究癌细胞的方法。 /p p   不同于传统上在塑料培养皿中进行的癌细胞分析,研究小组建立了一个能更精确地反映生物体生理条件的三维模型。借助这个模型,科学家们可以在与人体更加相似的环境中发现并分析癌细胞的复杂性。“几十年来,生物学研究都在皮氏培养皿中进行,”勒迪克说,“但问题是,能制造出更有生理学意义的系统吗?我们使用微流体和微制造方法来创建三维系统,这是因为细胞存在于三维组织中,在自然条件下,它们是不会驻留在二维培养皿中的。” /p p style=" text-align: center " img title=" 2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/06269c72-ca19-4797-bad9-ea2bc94888c7.jpg" /    /p p   一般来说,所谓微流体系统就是在微观水平上传输液体的系统,通常由塑料制成。但是勒迪克、诺伊曼和万想要建立一个更具生理学意义的系统,他们使用了人体内最主要的蛋白质——胶原蛋白来构建他们的微流体系统。“正如菲利普所说,过去我们用塑料培养细胞,用皮氏培养皿研究。”匹兹堡大学药理学和化学生物学副教授诺伊曼说。“但是,人体内是没有任何塑料的。拥有一个模仿生理条件的三维系统更好,能获得更快、更相关的结果。”每个该团队构建的微流体装置包含两个关键组件:模拟传统血管的平行通道和嵌入胶原中的癌细胞浓度集合。 /p p   一旦装置设立成功,通道就会被注入能扩散到周围胶原蛋白的化学刺激剂。随着兴奋剂分子远离通道,产生生物分子梯度。这种梯度能促使嵌入的癌细胞移动,而这种移动往往是向着模拟血管通道的。就病人来说,如果癌细胞进入血液,它们就会转移,并可能形成继发性癌肿瘤。据勒迪克和诺伊曼称,大多数实体瘤患者通常死于肿瘤转移,而非原发性肿瘤本身。这就是为什么科学家首先要弄清楚如何阻止癌细胞发生转移。癌细胞的转移具有从原发肿瘤转移到血液或淋巴系统的能力—— 这一过程需要癌细胞迁移并重塑肿瘤组织以侵入身体的其他部位。所以,为了阻止其转移,科学家需要了解哪些因素能够支持癌细胞的移动和组织重塑。这也就解释了为何勒迪克、诺伊曼和万开发的这个三维系统如此重要。 /p p   “癌症是一种极其异质性的疾病。这就意味着不仅每个患者的癌细胞各不相同,甚至在一个肿瘤内,癌细胞也有所不同。”诺伊曼说。“转移也是如此。根据它们在身体中的位置,每个继发性肿瘤也不相同。”勒迪克、诺伊曼和万相信,研究人员最终会使用他们的系统来检查每个患者的肿瘤以确定每位患者的最佳治疗方法。这个过程最终将有助于使癌症治疗更加个性化和有效。“我们的模型可以作为某个特定患者的模型,”万说。他组织完成了实验室实验并分析了研究结果。“这非常重要,正是由于每个病人的癌症各不相同,才使得它很难治愈。”理想的话,这个由勒迪克,诺伊曼和万开发的三维系统将为研究人员和科学家提供所需工具,以阻止患者癌细胞的转移。 /p p   “如果至始至终,肿瘤只能呆在原位,什么都不能做。这样对病人来说还好。”勒迪克说,“但是一旦它发生转移,一切失控了。我们希望我们的系统能对终止癌细胞转移有所帮助,并且从长远来看,希望它能改善病人的治疗效果。 /p
  • 细胞培养好,实验 so easy
    一提到细胞培养,这是多少实验者的噩梦,简直… … 说多了都是泪。小编经过软磨硬泡终于从师兄师姐那里讨到了细胞培养秘籍,今天就大方一回,分享给大家。★ 血清与培养基的选择一般实验血清的添加比例为10%,也可根据细胞状态和生长速率适当增加或减少添加比例。对于培养基,建议选择商品化的,比较成熟,稳定性也较好。★ 培养瓶的选择目前商品化的细胞培养瓶主要为瓶盖是否带气孔两种。其中不带透气孔细胞培养瓶拧紧后需适当回旋瓶盖,保证CO2能顺利进入细胞培养瓶。细胞培养过程中,对于适应能力强的肿瘤细胞,可在传代3-4次后更换新的细胞培养瓶。对于非肿瘤细胞系如293T等细胞,建议每次传代更换新的细胞培养瓶来保证细胞状态。★ 细胞传代传代时通常使用胰酶消化法。该方法又分为干消化法和湿消化法。▶ 湿消化法:待细胞变圆,成流沙状脱落时即可加入新鲜培养基终止消化,1000rpm离心5min,弃去上清,用新鲜培养基重悬传代。▶ 干消化法:胰酶浸润后弃去胰酶,待细胞变圆后加入新鲜培养基吹下后再进行细胞传代。不同细胞的细胞间连接强度不一样,消化时间不同;不同细胞的贴壁能力不同,消化时间不同;消化时应观察细胞形态,避免因过度消化影响细胞活性。★ 细胞冻存与复苏当细胞生长状况较好或者代数较早时,需及时大量的冻存。细胞冻存密度通常为1-3×106个/ml。通常4℃放置0.5h,-20℃放置2h,-80℃冰箱中过夜,取出冻存管,移入液氮容器内。细胞复苏38℃水浴不时摇动,在1分钟内使其完全融化,1000rpm离心5min,弃去上清,用新鲜培养基重悬移入培养瓶中。★ 污染防控细胞培养最基本的是做好污染防控,包括微生物污染的防控和细胞系间交叉污染的防控。实验中需保持良好的操作习惯,所用材料的位置摆放要顺手,污染源和已灭菌物品要分开放置。实验室也需定期清洁与消毒。ECHO强大的活细胞成像工作站INCUBATOR+REVOLUTION智能电动化显微镜
  • 小鼠原代海马神经元细胞的分离培养方法!
    小鼠原代海马神经元细胞的分离培养方法!海马体主要负责记忆和学习,日常生活中的短期记忆都储存在海马体中。神经元是构成神经系统结构和功能的基本单位。神经元具有长突起,由细胞体和细胞突起构成。小鼠海马神经元细胞的组织来源于实验小鼠的正常脑组织,因为海马神经元细胞类似于干细胞属于高分度分化的细胞特性,具有不能传代,不能增殖等特点,所有收到细胞后尽快使用。为了更好的服务于广大科研工作者,百欧博伟生物技术人员特提供了海马神经元细胞分离培养方法,技术因人而异仅供参考:1、试验所需仪器设备及试剂(1)仪器生物安全柜CO2细胞培养箱荧光倒置显微镜高速冷冻离心机电热恒温鼓风干燥箱(2)试剂耗材T25细胞培养瓶血球计数板细胞培养孔板红细胞裂解液神经元完全培养基0.25%胰蛋白酶(含0.02%EDTA)多聚甲醛(PFA)DAPITriton X-100山羊血清NSEGoat anti-Rabbit lgG(H+L)Cross-Adsorbed Secondary antibody,Alexa Fluor 594Fluoromount-G荧光封片剂2、分离培养方法1) 取1-10 d的新生小鼠。用75%的乙醇浸泡,2) 在冰浴的PBS中分离海马,PBS洗涤3次,剪碎,3) 用0.25% Trypsin + 0.1% Ⅰ型胶原酶37℃水浴振荡消化30min,4) 用FBS终止消化,轻轻吹打,5) 过100 μm 滤网,6) 收集滤液,300 g离心5 min,7) 用完全培养基重悬沉淀,铺瓶。3、免疫荧光3.1.实验步骤(1)细胞爬片取3片玻璃片于24孔板中,每孔加入培养基1mL,加入细胞0.02million个/孔。置培养箱2h或过夜。(2)固定细胞爬片后,吸出培养基,用PBS洗1遍,加入4% PFA于4℃固定30min。用PBS洗3×5min/次。也可最后一次不吸出PBS,放4℃过夜。(3)破膜封闭将玻片除去水分,置于培养皿支撑物上,玻璃片封闭液配置:0.5% Trition X-100与PBS 1:1混合,再加10% 血清,取50uL破膜封闭液滴于防水膜上,将玻片上有细胞的一面盖上2h。(4)一抗孵育一抗配制:抗体与PBS 1:100(200)稀释破膜封闭后,取50uL一抗于防水膜上(湿盒中),将玻片(有细胞的一面)盖上置于4℃(最多可放置一周)(5)二抗孵育室温避光孵育二抗(二抗:PBS=1:500)2h后,PBS洗3×5min/次,染DAPI(DAPI:PBS=1:1000)5min,PBS洗3×5min/次。(6)包埋玻片上各滴1滴Fluoromount-G,将有细胞的一面盖上。鉴定细胞为P1代细胞3.2.检测结果(1)细胞免疫荧光鉴定照片阴性100X-DAPINSE100X-DAPI(2)检验基本情况:经免疫荧光鉴定,该细胞纯度达到90%以上。除了上述的细胞分离方法以外,百欧博伟还有很多关于其他细胞的分离方法,想要学习的小伙伴可以来百欧博伟进行现场学习,如果想要其他原代分离培养方法,可打电话或咨询相关技术人员哦。
  • 青岛能源所单细胞拉曼流式分选技术研究获进展
    日前,中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞研究中心在基于微流控的单细胞拉曼流式分选技术研究中取得新进展,相关成果于2月5日在线发表在Analytical Chemistry (Zhang PR, et al, Anal Chem, 2015)。   单细胞拉曼分选(RACS)是一种极具潜力的活体细胞功能分选技术。与目前通用的荧光激活细胞分选(FACS)相比,RACS具有直接基于细胞功能分选、无需标记、不需预知生物标识物的关键优势,因此在海洋资源挖掘、生物能源种质筛选、肿瘤监测与分选、环境微生物监控、农业生态研究等诸多领域具有广阔应用前景。但由于细胞固有拉曼信号弱所导致的细胞分选通量低这一问题限制了其应用与推广。开发高速流动细胞拉曼信号的快速采集和识别已经成为发展高通量拉曼流式细胞分选的关键技术挑战之一。   由研究员徐健和马波领导的研究团队针对上述瓶颈开发了一种基于阵列介电单细胞捕获/释放的快速拉曼识别技术。通过对高速流动单细胞的介电操控,实现了单细胞流在电极上的捕获/释放,并在细胞捕获期间(毫秒-秒)完成拉曼信号的采集识别(下图A)。通过耦合该团队同期建立的基于电磁阀吸吮的微流控细胞分离技术(Zhang Q, et al., Lab on a Chip 2014, Cover page, 2014 HOT Articles 下图B),实现了产色素工程酵母和普通酵母细胞的拉曼流式分选。前述工作首次建立起基于介电单细胞捕获/释放的单细胞拉曼流式分选原理和装置,为下一步发展高通量拉曼流式细胞分选仪器奠定了原理和关键技术基础。   单细胞中心前期建立的单细胞弹射分选方法(Wang Y, et al, Anal Chem, 2013)适用于贴壁生长的细胞、微生物生物膜等固相细胞的分选。而该研究开发的单细胞流式分选方法针对于流动相细胞的分选。这两种方法学的建立和相互结合,为研制广谱性适用于自然界各种细胞存在状态的单细胞拉曼分选装备提供了可行性。   该研究得到了科技部创新方法专项、国家自然科学基金面上项目、微进化重大研究计划及中科院重点部署方向项目等的支持。   原文链接:   1. Raman-activated Cell Sorting based on dielectrophoretic single-cell trap and release, Anal. Chem., 2015, doi: 10.1021/ac503974e.   2. On-demand control of microfluidic flow via capillary-tuned solenoid microvalve suction. Lab Chip, 2014 Dec 21 14(24):4599-603. doi: 10.1039/c4lc00833.   3. Raman activated cell ejection for isolation of single cells, Anal. Chem., 2013. doi: 10.1021/ac403107p.      (A)基于阵列介电单细胞捕获/释放单细胞拉曼分选示意图 (B)基于电磁阀吸吮的微流控细胞分离技术(Cover Article)。
  • 细胞激光器标记人体所有细胞
    激光拥有许多普通光不同的特征,使激光在许多领域被作为工具使用。但一般激光都需要复杂的技术和设备制造,让细胞发射出激光的想法似乎比较疯狂。科学家有时候看起来就是这么疯狂,最近有科学家真的制造出能发射激光的活细胞。这一新技术成为《自然》网站的最近头条新闻。科学家将含有荧光染料的油滴注射到单细胞内,用短脉冲光线激发细胞内染料产生激光。  这一新技术发表在7月27日《自然光子》杂志上,该技术不仅能开发为医学诊断的方法,也具有形成治疗疾病新技术的可能。  这一技术的设计者是Seok Hyun Yun和Matja? Humar,哈佛大学医学院的这两位光物理学家,利用油滴反射和放大光线使单细胞产生激光。Yun在2011年曾经报道过一种能产生激光的细胞,先利用基因工程技术让细胞表达荧光蛋白,然后将表达荧光蛋白的细胞放置于一对镜子中间,或者是细胞借助镜子的反射制造激光。最新这一技术更进一步,是让细胞自己独立产生激光。  在未来,这种“生物激光器”将能被进一步开发,植入活的动物体内,这能将大大提高显微镜扫描的精确度。将这种激光细胞植入身体内,可以制造出体内激光光源,帮助科学家观察组织结构和诊断疾病。  生物技术常用的荧光探针包括荧光染料和荧光蛋白,这些荧光的特点是发射比较宽的波长。这一特点导致荧光探针无法同时使用许多类型。例如我们可以选择绿色、红色和蓝色的荧光,其实同样是红色,其波长有非常多的类型。因为每个探针都是多种波长组成的混合光线,因此我们只能选择很少几类荧光作为工具。例如我们比较常用的荧光免疫组织化学,你一次用三种颜色标记三种不同蛋白就非常不错了。  激光能解决这个尴尬的问题,因为激光的特点就是非常窄的波长,这样理论上,我们可以同时追踪非常大量不同的目标分子。而且也能大大提高检测的灵敏度。波士顿布里格姆妇女医院生物工程学家Jeffrey Karp对该技术大加赞赏,认为是解决了用一种技术同时示踪数千种目标分子的伟大发明。  最新报道的这一技术核心是将含有荧光的聚苯乙烯滴注射到细胞内,可通过改变聚苯乙烯滴直径获得不同发射波长的激光。理论上组合不同的聚苯乙烯滴和不同波长的染料,能用不同波长光线标记人体所有的细胞。
  • 大鼠甲状腺滤泡上皮细胞的培养操作与应用!
    大鼠甲状腺滤泡上皮细胞的培养操作与应用! 一、背景 大鼠甲状腺滤泡上皮细胞分离自甲状腺组织;甲状腺是脊椎动物非常重要的腺体,属于内分泌器官。在哺乳动物身体中,它位于颈部甲状软骨下方,气管两旁。甲状腺表面有结缔组织被膜,表面结缔组织深入到腺实质,将实质分为许多不明显的小叶,小叶内有很多甲状腺滤泡和滤泡旁细胞。甲状腺控制使用能量的速度、制造蛋白质、调节机体对其他贺尔蒙的敏感性。 甲状腺依靠制造甲状腺素来调整这些反应,有T3和T4。这两者调控代谢、生长速率还有调解其他的身体系统。T3和T4由碘和酪胺酸合成。甲状腺也生产降钙素,调节体内钙的平衡。其中,甲状腺滤泡上皮细胞(也称为滤泡细胞或主要细胞)是在甲状腺细胞是负责生产和分泌甲状腺激素,甲状腺素(T4)和三碘甲状腺原氨酸(T3)。 二、培养操作 1)复苏细胞:将含有1mL细胞悬液的冻存管在37℃水浴中迅速摇晃解冻,加入4mL培养基混合均匀。在1000RPM条件下离心4分钟,弃去上清液,补加1-2mL培养基后吹匀。然后将所有细胞悬液加入培养瓶中培养过夜(或将细胞悬液加入10cm皿中,加入约8ml培养基,培养过夜)。第二天换液并检查细胞密度。 2)细胞传代:如果细胞密度达80%-90%,即可进行传代培养。 1.弃去培养上清,用不含钙、镁离子的PBS润洗细胞1-2次。 2.加1ml消化液(0.25%Trypsin-0.53mM EDTA)于培养瓶中,置于37℃培养箱中消化1-2分钟,然后在显微镜下观察细胞消化情况,若细胞大部分变圆并脱落,迅速拿回操作台,轻敲几下培养瓶后加少量培养基终止消化。 3.按6-8ml/瓶补加培养基,轻轻打匀后吸出,在1000RPM条件下离心4分钟,弃去上清液,补加1-2mL培养液后吹匀。 4.将细胞悬液按1:2比例分到新的含8ml培养基的新皿中或者瓶中。 3)细胞冻存:待细胞生长状态良好时,可进行细胞冻存。下面T25瓶为类; 1.细胞冻存时,弃去培养基后,PBS清洗一遍后加入1ml胰酶,细胞变圆脱落后,加入1ml含血清的培养基终止消化,可使用血球计数板计数。 2.4 min 1000rpm离心去掉上清。加1ml血清重悬细胞,根据细胞数量加入血清和DMSO,轻轻混匀,DMSO终浓度为10%,细胞密度不低于1x106/ml,每支冻存管冻存1ml细胞悬液,注意冻存管做好标识。 3.将冻存管置于程序降温盒中,放入-80度冰箱,2个小时以后转入液氮灌储存。记录冻存管位置以便下次拿取。 三、应用 用于RCCS模拟微重力影响大鼠甲状腺滤泡上皮细胞生长特性和分泌功能的研究: 釆用微重力细胞培养系统(the rotary cell culture system,RCCS),研究模拟微重力对大鼠甲状腺滤泡上皮细胞生长特性和相关分泌功能的影响,为航天员在失重环境中甲状腺应激和病理性改变的防治提供理论依据。 研究方法应用RCCS技术构建FRTL-5细胞模拟微重力培养系统。将大鼠甲状腺滤泡上皮细胞FRTL-5细胞株随机分为模拟微重力组(simulated microgravity group,SMG)和正常重力对照组(normal gravity group,NG),分别于培养第6h、12 h、24 h、36 h取细胞及上清液,MTT检测细胞增殖,流式细胞仪检测细胞周期,化学发光免疫分析法检测T3、T4、FT3、FT4,ELISA检测上清液中Tg和TPO水平 应用倒置相差显微镜观察培养第6 h、12 h、24 h、36 h后细胞表面形态 透射电镜观察培养12 h和36 h的细胞超微结构 激光共聚焦显微镜观察培养36 h的细胞微丝骨架荧光强度变化。 结果:(1)MTT结果显示,SMG组FRTL-5细胞经6 h、12 h、24 h、36 h培养后,各时相细胞增殖均较NG组受到明显抑制(P0.05),其中24 h最为明显(P0.01) 36 h表现为两种情况,一是SMG组的细胞增殖恢复,二是NG组的细胞增殖速度快速提升。 (2)流式细胞仪测细胞周期显示,与NG相比,FRTL-5细胞微重力培养6 h、12 h、24 h、36 h后G1期细胞比例显著增高 除6 h外,S期细胞比例明显降低 而各时相的G2/M期细胞比例表现为模拟失重早期(6-12 h)降低,其中12 h出现低谷值,24 h一过性显著增高,36 h回落。研究结果提示,SMG组FRTL-5细胞培养6-12 h阶段DNA合成下降,24 h的DNA合成趋活跃,而36 h的DNA合成后期比例又呈现下降趋势并向NG组的比例靠近。 (3)化学发光免疫分析法检测结果显示,RCCS培养6 h组FRTL-5细胞上清液中FT3、T4和FT4水平显著降低(P(4)ELISA测细胞上清液结果显示,与NG相比,SMG组FRTL-5细胞Tg和TPO分泌均明显升高(P0.01),表现为6 h即显著升高,随后呈下降趋势,24-36 h阶段又趋上升,其中SMG组的6 h与24 h以及24 h与36 h之间有显著差异(P0.01)。 (5)倒置相差显微镜观察结果显示,模拟失重环境下FRTL-5细胞形态发生显著变化,实验早期细胞逐渐趋于死亡状态,24 h后细胞数量又有所增长。 (6)透射电镜结果显示,模拟失重第12 h,36 h的FRTL-5细胞超微结构发生显著变化。 (7)模拟微重力培养36 h后,激光共聚焦显微镜观察荧光素FITC标记的FRTL-5细胞,发现细胞微丝骨架局部解聚,张力纤维减少,结构和排列紊乱,细胞伪足少见,细胞形状呈不规则。 微生物菌种查询网自设细胞系板块,是细胞株提供中心,专业提供代次低、周期短、活性好的细胞株。与国内外多家研制单位,生物医药,第三方检测机构,科研院所有着良好稳定的长期合作关系!欢迎广大客户来询!
  • 全球首台活体单细胞拉曼分选仪问世
    近日,中科院青岛生物能源与过程研究所功能基因组团队与北京惟馨雨生物科技公司联合承担的科技部创新方法工作专项&mdash &mdash &ldquo 拉曼光钳筛选新方法在活体单细胞高通量分离中的应用&rdquo 通过了评审验收,这标志着全球首台活体单细胞拉曼分选仪在中国研制成功。   该研究是在青岛能源所研究员徐健和兼职研究员、英国谢菲尔德大学黄巍主持下,通过所企联合攻关完成的。项目组此次研发的是目前已公开文献报道的首台基于细胞拉曼指纹图谱的细胞手动和自动分选仪器。该分选仪可实现单细胞拉曼图谱快速采集,并首次将单细胞的拉曼信号采集时间缩短到1~100毫秒 还可完成基于拉曼图谱的细胞种类及生长状态快速鉴别等多项任务。   该仪器的核心优势在于,对细胞生化信息及其变化敏感,无须预知生物标识物,无须标记细胞,可进行原位和非侵害性的活体检测等。此项技术将对单细胞生物技术和单细胞基因组的研究产生积极的贡献。   项目组利用该仪器,已经在光合产油微藻生理状态识别、多环芳烃降解微生物分离等研究中取得初步成果,并建立起应用示范技术参照方法和数据分析流程。   据了解,目前该仪器已服务于国内外多个科研团队,在海洋资源挖掘、生物燃料和生物材料、生物能源种质筛选、食品微生物检测、药物研究、肿瘤监测与分选、环境微生物监控、农业生态研究等领域发挥重要作用。 青岛能源所首台&ldquo 活体单细胞拉曼分选仪&rdquo 样机通过验收   背景新闻:   日前,受科技部条财司委托,中国21世纪议程管理中心在北京组织专家对中国科学院青岛生物能源与过程研究所功能基因组团队与北京惟馨雨生物科技公司联合承担的科技部创新方法工作专项&ldquo 拉曼光钳筛选新方法在活体单细胞高通量分离中的应用&rdquo 项目进行验收,标志着研究所基于自主技术开发的首台&ldquo 活体单细胞拉曼分选仪&rdquo 通过科技部验收。   验收专家听取了项目组的工作总结汇报、审查了验收材料,认为项目组基于自主开发的&ldquo 活体单细胞拉曼分选仪&rdquo 开展的各项工作完全符合任务书下达的全部考核指标,一致同意项目通过验收。   在项目实施过程中,项目组成功研制开发了&ldquo 活体单细胞拉曼分选仪&rdquo (&ldquo Raman-Activated Cell Sorter&rdquo ,简称RACS),并在中科院青岛能源所成功搭建了首台样机。该样机(编号RACS-1)由激光器、拉曼光谱仪、落射荧光显微镜、细胞分选系统以及自动控制系统组成,是目前已公开文献报道的首台基于细胞拉曼指纹图谱的细胞手动和自动分选仪器。目前,RACS-1已可实现的功能包括:单细胞拉曼图谱快速采集,并首次将单细胞的拉曼信号采集时间缩短到1-100ms 基于拉曼图谱的细胞种类及生长状态快速鉴别 拉曼-落射荧光不可培养功能微生物鉴定 拉曼光钳单细胞操纵 基于拉曼信号的单细胞计数 单细胞拉曼数据库系统 拉曼激活单细胞分选等。   与现有的基于细胞荧光信号的荧光流式细胞分选仪(&ldquo Fluorescence-Activated Cell Sorter&rdquo ,简称 FACS)原理和方法均不同,RACS是基于对单个细胞的拉曼化学指纹图谱(细胞生化信息)的获取并与参照细胞拉曼数据库比对,从而原位、不依赖于培养、高通量地分选具有特定(或指定)生化状态的单细胞。与FACS相比,RACS的核心优势在于:对细胞生化信息及其变化敏感、不需预知生物标识物、不需标记细胞、原位和非侵害性的活体检测等。因此,RACS可有效克服&ldquo 细胞功能异质性&rdquo 、&ldquo 尚不可培养微生物&rdquo 、&ldquo 探测未知的细胞表型&rdquo 等三个共性科学与技术瓶颈。   此外,项目组利用RACS-1在光合产油微藻生理状态识别、多环芳烃降解微生物分离等方面研究取得了初步示范成果,并建立起应用示范技术参照方法和数据分析流程,为未来对细胞表型鉴定及功能微生物筛选奠定了基础。
  • 高效构建hiPSC系的全自动化神器,单细胞可视化分选培养系统,让单细胞培养不再复杂!
    人类诱导多能干细胞 (hiPSC) 是一类通过基因编辑技术(如 CRISPR-Cas9)对已经高度分化的人体细胞重新逆分化得到的多能性干细胞。hiPSC的出现为科学家构建复杂的疾病模型和推进药物发现提供了有利的工具。 然而,传统的hiPSC细胞系的构建与培养过程往往操作复杂且耗时耗力。特别是从异质编辑细胞池中构建的克隆hiPSC系的培养受到了传统细胞培养方法的桎梏,很难构建一个高效的hiPSC构建与培养工作流程。此外,现有的单细胞分离和培养方法通常对细胞的处理条件苛刻,操作步骤繁琐,不能充分保证单克隆性。 为应对hiPSC细胞系构建与培养过程中的诸多挑战,IotaSicences公司采用了以GRID技术为核心的高度自动化的单细胞可视化分选培养系统isoCell来构建 hiPSC系的分选与培养平台,并在不同培养基条件下对hiPSC进行了单细胞分选与培养研究。图1 单细胞可视化分选培养系统isoCell实物图 以isoCell为核心的hiPSC细胞分选与培养平台 isoCell是一款基于GRID技术的高度自动化细胞分选与培养平台。GRID是指在细胞培养基上采用FC40液体分隔出的网格小室,体积小,光学透明度高,可以容纳细胞在内生长,且各个小室之间物质不流通。isoCell系统配备了荧光和成像系统,用于在整个克隆工作流程中记录 GRID 小室的图像(见下图)。isoCell 可自动执行所有液体处理步骤,包括构建 GRID、将单细胞注射到GRID小室中以及交换培养基和收获单克隆集落。并且,isoCell可在整个工作流程中自动检测每一个 GRID 小室,并确保每一个单克隆hiPSC细胞系来源于单个细胞。 图2 GRID实物图 材料与方法 在分别铺了Laminin-521、Vitronectin-N和iMatrix 细胞培养基质的60毫米培养皿上制备的GRID网格以待使用。制备hiPSC的单细胞悬浮液,并使用 isoCell全自动地将细胞铺在GRID上(种植)。 使用isoCell自带的显微镜鉴定每个GRID室并标记每个包含单个细胞(第 0 天)的室,将该培养皿放入培养箱培养。在第3天,将标记的含有单个细胞的GRID小室加满600 nl培养基。从第5天开始,每天观察标记单细胞的GRID小室,并对选中的GRID小室补充培养基。最后,使用isoCell观察并标记构成了hiPSC单细胞群落的GRID小室,使用isoCell全自动收获标记的GRID小室中的hiPSC细胞(通常在 6-8 天之间)。 图3 以isoCell为核心的hiPSC细胞分选与培养平台工作流程图 高效的hiPSCS细胞分选与培养平台 按照上述的工作流程,利用三种不同的培养基质(包括 VTN-N、LMN-521 和 iMatrix)构建并培养了两个独立的hiPSC细胞系,并评估所得细胞的克隆效率。如图4所示,两个不同的hiPSC测试系在不同培养基质条件下,均在GRID室中显示出非常高的克隆效率,这表明采用GRID小室低容量培养方法和细胞的自动化温和处理可产生非常适合单细胞高效生长的培养环境。 图4 GRID中的单细胞 hiPSC 克隆效率(克隆效率表示培养第5天时单细胞长成细胞群落数占第0天单细胞数的百分比) 结论 以isoCell构建的hiPSC细胞分选与培养平台可以对hiPSC细胞进行全自动化且温和地单细胞分选与培养。通过isoCell特有的GRID小室网格技术与可视化分选相结合,可以确保每一个单克隆hiPSC细胞系均来自单个细胞,且isoCell的分选与培养条件温和,hiPSC单克隆细胞系成活率高。 单细胞可视化分选系统isoCell的优势:- 全自动化流程- 操作条件温和,对单细胞无损伤- 全培养、分析流程可追踪- 单细胞分离效率高达100%- 单克隆细胞系构建成活率高- 直接转移到PCR管或96孔板- 结构紧凑,体积小 单细胞可视化分选培养系统-isoCell已在Cell、Advanced Science、Small Methods、Nature Communications等知名期刊发表多篇文章,如下摘引了近年五篇具有代表性的文献和大家分享。 Soitu C, Stovall‐Kurtz N, Deroy C, et al. Jet‐Printing Microfluidic Devices on Demand[J]. Advanced Science, 2020, 7(23): 2001854.Gangoso E, Southgate B, Bradley L, et al. Glioblastomas acquire myeloid-affiliated transcriptional programs via epigenetic immunoediting to elicit immune evasion[J]. Cell, 2021, 184(9): 2454-2470. e26.Deroy C, Nebuloni F, Cook P R, et al. Microfluidics on Standard Petri Dishes for Bioscientists[J]. Small Methods, 2021, 5(11): 2100724.Deroy C, Wheeler J H R, Rumianek A N, et al. Reconfigurable microfluidic circuits for isolating and retrieving cells of interest[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2022, 14(22): 25209-25219.Oliveira N M, Wheeler J H R, Deroy C, et al. Suicidal chemotaxis in bacteria[J]. Nature Communications, 2022, 13(1): 7608. 样机体验 为更好地服务中国科研工作者,Quantum Design 中国也建立了样机演示实验室,将为大家提供为专业的售前、销售、售后技术支持,欢迎各位老师垂询! 用户名单 用户评价 路易莎埃姆斯,研究科学家:The Native Antigen Company(LGC 临床诊断集团旗下公司) “使用 isoCell 进行单细胞克隆工作从一开始就简单可靠,并且已无缝地融入我们的流程中。 该程序对细胞很温和,我们看到非常好的存活率,可以筛选大量克隆。 我们收到的客户服务是优质的。”
  • 流式进展|清华大学王文会团队: 基于阻抗流式细胞术的单细胞样本“一步式”分选除盐质谱预处理系统
    原标题:清华大学王文会团队: 基于阻抗流式细胞术的单细胞样本“一步式”分选除盐质谱预处理系统——01——研究背景单细胞质谱检测技术为单细胞化学特性分析提供了一种强有力的免标记分析手段,并在癌症分析、药物刺激、免疫分析等临床应用中展现出潜在价值。然而单细胞质谱往往需要进行必要的预处理操作,如将目标细胞从混合细胞群体样本中分离出来以提高质谱检测的准确性;除盐操作去除细胞常见缓冲液中的非挥发性盐,降低基质效应提高质谱检测灵敏度。目前这些预处理往往是通过多种设备或手动操作完成,效率较低;开发有效的一步式预处理方法对于单细胞质谱分析意义重大,但目前这方面的研究较为缺乏。为此,清华大学的王文会教授团队提出一种基于阻抗流式细胞术IFC的“一步式”分选除盐质谱预处理系统,经过处理的细胞样本可直接兼容现有的免标记质谱流式、液滴微萃取等单细胞质谱分析手段。研究工作以“Microfluidic Impedance Cytometry Enabled One-Step Sample Preparation for Efficient Single Cell Mass Spectrometry”为题发表在期刊Small上,并被选为Frontispiece。本工作基于IFC原理设计微流控芯片结构,结合压电驱动实现一步式单细胞分选除盐操作,将目标细胞从细胞群中分离出来的同时实现其外基质的置换。经实验验证,系统的分选效率99%、除盐效率99%,并被证实了在癌细胞和血细胞的分离、癌变细胞与正常细胞的分离与质谱检测方面的功能。图1. 基于阻抗流式细胞术的“一步式”分选除盐质谱预处理系统示意图——02——研究内容本工作中搭建了具有四层结构的微流控芯片,如图1所示。利用IFC进行细胞的电学及尺寸特性表征实现不同细胞的识别,待其流经分选区域时由压电执行单元对目标细胞进行分选,通过合适的流速配比,执行单元将目标细胞推至作为下鞘液的质谱兼容的挥发性盐溶液中,同时实现样本的分选与除盐。芯片采用两套电极,其中第1套用于单细胞电学表征,第2套用于表征确认除盐效率。图2. 微流控芯片结构及其工作流程示意图以商用均一性较好的6 μm和10 μm直径的PS微球对系统的分选效率进行了表征。在约9000个样本的实验中,系统展现出了99.53%的分选成功率,同时样本中的10 μm微球纯度由2.48%提升至92.23%,实现了约37倍的富集效率,如图3所示。此外在模拟血液中CTCs分离的实验中,在HeLa癌细胞与人体外周血单核细胞PBMC的混合样本中分选出HeLa细胞,其纯度由15.78% 提升至87.34%,展示出巨大的临床应用潜能。图3. 微流控系统的分选性能评估从定量的角度,以270 mM NaCl溶液作为样本液、去离子水作为下鞘液为例验证了系统的除盐效率,单次分选操作引入的NaCl物质的量仅为0.77±0.16 pMol,即使在300 cells/s的分选通量下除盐效率也能够达到99.62%;同时在实际的细胞样本测试中可以看出,未经除盐的样本信号被完全淹没,而经过该系统除盐后的能够清晰分辨单细胞的典型代谢与脂质峰,证实了系统优秀的除盐性能。图4. 微流控系统的除盐性能评估该系统进一步用于正常乳腺上皮细胞MCF-10A和癌变的乳腺癌细胞MDA-MB-468的分选与检测。通过双频点的锁相检测,分别表征了两类细胞的电学特性,并据此进行了分选操作,结果表明MCF-10A细胞的纯度由 10.64% 提升至77.78%,展现出了约7.31 倍的富集效率。此外将收集到的细胞样本直接与免标记质谱流式装置级联实验,同时表征了两类细胞的代谢特征,结果表明,部分显著差异表达的代谢和脂质可能是致使细胞电学特性差异的原因,充分验证了系统在多模表征与临床分析中的应用价值。图5. 正常细胞与癌变细胞的电学与代谢特性表征分析——03——总结展望本工作提出的基于IFC的一步法单细胞样品质谱预处理方法极大地方便单细胞质谱分析,突破了复杂操作和不必要的损耗。作为一个独立的样品制备模块,本微流控系统能够兼容多种质谱分析方法,为高效的质谱样品制备提供新的范式,进而为单细胞的多模态(如电学特性、代谢特征)表征提供新的思路。论文信息Microfluidic Impedance Cytometry Enabled One-Step Sample Preparation for Efficient Single-Cell Mass Spectrometry ;Junwen Zhu, Siyuan Pan, Huichao Chai, Peng Zhao, Yongxiang Feng, Zhen Cheng, Sichun Zhang, Wenhui Wang* (王文会,清华大学);Small, 2024, https://doi.org/10.1002/smll.202310700作者简介本工作的完成单位为清华大学精密仪器系、精密测试技术与仪器全国重点实验室。精仪系王文会教授为通讯作者,精仪系博士研究生朱焌文为第一作者。清华大学张四纯教授、程振助理研究员、清华大学博士生潘思远、柴惠超、赵鹏、丰泳翔为论文工作做出了重要贡献。本研究得到了国家自然科学基金的资助。【相关阅读】有望提高2个数量级微流控介电泳分离通量!清华大学王文会Advanced Materials封面成果速递https://www.instrument.com.cn/news/20240604/722338.shtml 3i流式KOL|清华大学王文会教授团队在阻抗流式细胞术上取得系列进展https://www.instrument.com.cn/news/20231030/689623.shtml
  • 中国医科大学附属第一医院1200.00万元采购细胞计数器,细胞反应器,防震台
    html, body { -webkit-user-select: text } * { padding: 0 margin: 0 } .web-box { width: 100% text-align: center } .wenshang { margin: 0 auto width: 80% text-align: center padding: 20px 10px 0 10px } .wenshang h2 { display: block color: #900 text-align: center padding-bottom: 10px border-bottom: 1px dashed #ccc font-size: 16px } .site a { text-decoration: none } .content-box { text-align: left margin: 0 auto width: 80% margin-top: 25px text-indent: 2em font-size: 14px line-height: 25px } .biaoge { margin: 0 auto /* width: 643px */ width: 100% margin-top: 25px } .table_content { border-top: 1px solid #e0e0e0 border-left: 1px solid #e0e0e0 font-family: Arial /* width: 643px */ width: 100% margin-top: 10px margin-left: 15px } .table_content tr td { line-height: 29px } .table_content .bg { background-color: #f6f6f6 } .table_content tr td { border-right: 1px solid #e0e0e0 border-bottom: 1px solid #e0e0e0 } .table-left { text-align: left padding-left: 20px } 基本信息 关键内容: 细胞计数器,细胞反应器,防震台 开标时间: 2022-03-17 09:30 采购金额: 1200.00万元 采购单位: 中国医科大学附属第一医院 采购联系人: 魏老师 采购联系方式: 立即查看 招标代理机构: 辽宁承明招投标有限公司 代理联系人: 孙少伟 代理联系方式: 立即查看 详细信息 中国医科大学附属第一医院晶格结构光照明超高分辨率显微镜(浑南院区检验科)采购项目招标公告 辽宁省-沈阳市-皇姑区 状态:公告 更新时间: 2022-02-21 公告信息 公告信息 公告标题: 中国医科大学附属第一医院晶格结构光照明超高分辨率显微镜(浑南院区检验科)采购项目招标公告 有效期: 2022-02-22 至 2022-02-28 撰写单位: 辽宁承明招投标有限公司(中国医科大学附属第一医院晶格结构光照明超高分辨率显微镜(浑南院区检验科)采购项目)招标公告 项目概况 中国医科大学附属第一医院晶格结构光照明超高分辨率显微镜(浑南院区检验科)采购项目招标项目的潜在供应商应在辽宁政府采购网获取招标文件,并于2022年03月17日 09时30分(北京时间)前递交投标文件。 一、项目基本情况 项目编号:JH22-210000-01404 项目名称:中国医科大学附属第一医院晶格结构光照明超高分辨率显微镜(浑南院区检验科)采购项目 包组编号:001 预算金额(元):12,000,000.00 最高限价(元):12,000,000.00 采购需求: 品目1:晶格结构光照明超高分辨率显微镜 1套 进口 设备用途:该设备用于获取清晰的高质量的晶格层光激发的荧光图像,可用于观测活细胞,动植物组织的三维动态变化过程,得到高时间分辨、清晰锐利的三维动态数据。 一.技术规格: 1.显微镜主机部分 1.1倒置显微镜主机,具有明场及荧光成像功能。 1.2显微镜采用一体化箱式设计,可通过调用预设实验程序自动进行成像实验。 1.3兼容底板厚度为0.15mm- 0.19mm的常规样品载具,如玻片,培养皿。 ★1.4高精度五轴全电动载物台: X:行程≥ plusmn 36mm;Y:行程≥ plusmn 54mm,重复精度≤400nm,最小步进≤200nm,倾角范围≥ plusmn 0.5度,倾角重复精度≤0.1度,最小步进角≤0.05度;Z:行程≥ plusmn 0.5mm,重复精度≤200nm,最小步进≤100nm。 2.透射光照明部分 2.1透射光照明部分包括白光和红光两种LED光源,可进行垂直照明和侧向照明,便于样品定位及预览。光敏感样品可用红光LED作为透射光照明减少漂白。 2.2全自动成像方式,无需手动调节即可选择不同光源和照明方式,并可在荧光成像通道之间快速切换成像。 3.荧光照明部分3.1激光器波段,功率和寿命:采用全固态激光器,保证出光纤口的激光功率足够荧光激发。 固态激光器488nm:输出功率≥10mW。 固态激光器561nm:输出功率≥10mW。 固态激光器640nm:输出功率≥5mW。 3.2八位电动荧光发射光滤片转轮。 3.3四色激发光滤片,405/488/561/642,进一步抑制激光背景,提高图像信噪比。 3.4双通荧光滤片,BP495-550、BP570-620。 3.5双通荧光滤片,BP495-550、LP655。 3.6双通荧光滤片,BP570-620、LP655。 3.7长通荧光滤片,LP570。 3.8长通荧光滤片,LP488。 4.物镜部分 4.1照明物镜≥13x,数值孔径≥0.4,与盖玻片夹角为30度。 ★4.2检测物镜(不加变倍)≥40x,数值孔径≥1.0,与盖玻片夹角为60度。 4.3使用半月形透镜进行光学补偿,实现更好的光片成像效果。 4.4具有自动循环加水功能。 5.光片部分 5.1采用晶格层光激发方式,使用柱面镜和空间光调制器对不同波长激光分别进行调制,获取最优的晶格照明结构。 5.2光片长度及厚度6档可调,分别为:15μmx550nm;15μmx650nm;30μm x700nm;30μmx1000nm;100μmx1400nm;100μmx1800nm。 5.3成像速度: 三维成像速度≥2.9Vol/s,相应体积大小为300μmx50 μmx20μm。 二维成像速度≥390frames/s,相应视野大小为300μmx20μm。 5.4成像分辨率:XY方向≤350nm。 5.5光片穿透深度≥150μm。 5.6视野大小,X方向≥250μm。 5.7成像光谱范围为490nm – 740nm。 6.相机部分 6.1高分辨率单色制冷型sCMOS相机,QE≥82%。 6.2物理像素:≥420万,单像素点大小≥6.5 μmx6.5μm。 6.3曝光时间:100μs至10s。 6.4光谱范围:300nm– 1100nm。 6.5动态范围:37500:1。 6.6拍摄速度≥100幅/秒(2048x2048)。 7.活细胞培养系统 7.1样品环境温度控制:室温至42度,控制精度≤0.1度,并具有加湿装置,防止长时间实验中由环境引起的液体蒸发。 7.2具有CO2和O2控制模块。CO2浓度控制范围0% 至15%,控制精度为≤0.35%;O2浓度控制范围1% 至21%,控制精度为≤0.2%;内置感应器,可以通过软件精度控制。8.软件 8.1晶格层光成像专用处理模块,可对数据进行Deskew校正处理等。 8.2多维获取图像:Z轴序列扫描、时间序列扫描、大视野拼图及多点扫描等。 8.3透射光图像与荧光图像可做通道叠加。 8.4图像分析和操作:用各个参数做共定位和直方图分析,任意线的轨迹测量,长度、角度、表面、强度等的测量。操作:加减乘除、比例、位移、滤波(低通滤波、中值滤波、高通滤波)。 8.5可以进行数据分析,进行细胞计数,面积测量等自动化分析。 8.6GPU反卷积,能够提高系统GPU的使用率来实现反卷积功能,大大缩短反卷积所需要时间。 8.7实验设计模块:实现在一次实验中完成不均匀流程的复杂图像采集过程,即实现将不同的图像采集方案(如不同采集速度,不同扫描分辨率,不同的Z轴范围,不同的物镜,不同的聚焦方式等方案)与时间序列进行任意组合,实现复杂的实验流程,全过程无需人工干预。 8.8高级处理 amp 分析:通过附加功能(边缘、算术、形态学分割、二进制)扩展图像分析的能力。考虑样本变化的动态采集实验(所谓的反馈实验)。 8.9智能学习分割功能:只需在图像上简单勾画不同的分割区域训练系统学习,该模块用多种特征提取准确区分图像中的不同结构并进行分割,实现对图像的处理与分析。 8.10多位点及大视野拼图成像:可对任意形状的预设区域进行拼图扫描以及根据位点列表进行多点成像,支持聚焦校正地图、拼接以及阴影校正;支持自定义多孔板及各种样品载具规格,多种模式设定获取图像的多个位点。 8.11 4D Module Batch Analysis:可以预设分析方法和途径,批量分析2D、3D或者4D图像。用于处理分析多系列图像或感兴趣区域。 8.12 4D Module Volume Fusion:融合两个具有不同旋转、平移、缩放和分辨率的体积图像,创建新的体积图像用于进一步处理和三维渲染。用于融合的体积图像可以基于表面或地标进行调整和对齐,也可以将每个体积放在自己的通道中。 8.13三维图像处理:3D和4D图像渲染,有四种渲染方式(阴影、表面、透明及最大强度投影)并可进行不同渲染方式的结合(如透明结合表面渲染);可实现三维空间的距离和角度测量;自定义式的 3D 和 4D 视频制作与导出。 二.主要配置 1.显微镜主机1套。 2.物镜1套。 3.透射光光源1套。 4.激光器1套。 5.数据处理设备1套。 6.软件1套。 7.工作站1套。 8.防震台1台。 9.高速荧光相机1台。 三.售后服务 ★1.整机免费质保三年。 合同履行期限:合同签订后1个月内到货。 需落实的政府采购政策内容:中小微企业(含监狱企业)的规定;对于促进残疾人就业政府采购政策的规定、对于节能产品、环境标志产品的相关规定等。 本项目(是/否)接受联合体投标:否 二、供应商的资格要求 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定。 2.落实政府采购政策需满足的资格要求:无。 3.本项目的特定资格要求:无。 三、政府采购供应商入库须知 参加辽宁省政府采购活动的供应商未进入辽宁省政府采购供应商库的,请详阅辽宁政府采购网 “首页—政策法规”中公布的“政府采购供应商入库”的相关规定,及时办理入库登记手续。填写单位名称、统一社会信用代码和联系人等简要信息,由系统自动开通账号后,即可参与政府采购活动。具体规定详见《关于进一步优化辽宁省政府采购供应商入库程序的通知》(辽财采函〔2020〕198号)。 四、获取招标文件 时间:2022年02月22日 08时30分至2022年02月28日 17时30分(北京时间,法定节假日除外) 地点:辽宁政府采购网 方式:线上 售价:免费 五、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 2022年03月17日 09时30分(北京时间) 地点:辽宁承明招投标有限公司(沈阳市皇姑区黄河南大街106号丽阳商务大厦A座16层1602室)。 六、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 七、质疑与投诉 供应商认为自己的权益受到损害的,可以在知道或者应知其权益受到损害之日起七个工作日内,向采购代理机构或采购人提出质疑。1、接收质疑函方式:线上或书面纸质质疑函 2、质疑函内容、格式:应符合《政府采购质疑和投诉办法》相关规定和财政部制定的《政府采购质疑函范本》格式,详见辽宁政府采购网。 质疑供应商对采购人、采购代理机构的答复不满意,或者采购人、采购代理机构未在规定时间内作出答复的,可以在答复期满后15个工作日内向本级财政部门提起投诉。 八、其他补充事宜 1.本项目采用全流程电子招投标,参与本项目的供应商须自行办理好CA锁,供应商除在电子评审系统上传投标(响应)文件外,应在递交投标(响应)文件截止时间前提交按采购文件规定的介质形式(U盘)存储的可加密备份文件,并承诺备份文件与电子评审系统中上传的投标(响应)文件内容、格式一致,备系统突发故障使用。供应商仅提交备份文件或电子投标文件的,投标(响应)无效。详见辽宁政府采购网《关于完善政府采购电子评审业务流程等有关事项的通知》 辽财采函{2021} 363号。2.供应商自行准备电子设备确保能够自行报价及解密。3.电子投标文件在辽宁政府采购网线上提交,备份文件提交至辽宁承明招投标有限公司。 九、对本次招标提出询问,请按以下方式联系 1.采购人信息 名 称: 中国医科大学附属第一医院 地 址: 沈阳市和平区南京北街155号 联系方式: 魏老师 024-83282858 2.采购代理机构信息: 名 称: 辽宁承明招投标有限公司 地 址: 沈阳市皇姑区黄河南大街106号丽阳商务大厦A座16层1602室 联系方式: 024-86803737 邮箱地址: liaoningshangyu@126.com 开户行: 光大银行沈阳皇姑支行 账户名称: 辽宁承明招投标有限公司 账号: 75810188000242513000073.项目联系方式 项目联系人: 孙少伟、郭晓川 电 话: 024-86803737 评分办法:最低评标价法 附件: 注:财政部门鼓励供应商采用保函的方式递交投标保证金,任何采购代理机构在政府采购活动中不得拒收供应商以保函方式递交的保证金。 申请电子保函 × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 $('.clickModel').click(function () { $('.modelDiv').show() }) $('.closeModel').click(function () { $('.modelDiv').hide() }) 基本信息 关键内容:细胞计数器,细胞反应器,防震台 开标时间:2022-03-17 09:30 预算金额:1200.00万元 采购单位:中国医科大学附属第一医院 采购联系人:点击查看 采购联系方式:点击查看 招标代理机构:辽宁承明招投标有限公司 代理联系人:点击查看 代理联系方式:点击查看 详细信息 中国医科大学附属第一医院晶格结构光照明超高分辨率显微镜(浑南院区检验科)采购项目招标公告 辽宁省-沈阳市-皇姑区 状态:公告 更新时间: 2022-02-21 公告信息公告信息 公告标题: 中国医科大学附属第一医院晶格结构光照明超高分辨率显微镜(浑南院区检验科)采购项目招标公告 有效期: 2022-02-22 至 2022-02-28 撰写单位: 辽宁承明招投标有限公司 (中国医科大学附属第一医院晶格结构光照明超高分辨率显微镜(浑南院区检验科)采购项目)招标公告 项目概况 中国医科大学附属第一医院晶格结构光照明超高分辨率显微镜(浑南院区检验科)采购项目招标项目的潜在供应商应在辽宁政府采购网获取招标文件,并于2022年03月17日 09时30分(北京时间)前递交投标文件。 一、项目基本情况 项目编号:JH22-210000-01404 项目名称:中国医科大学附属第一医院晶格结构光照明超高分辨率显微镜(浑南院区检验科)采购项目 包组编号:001 预算金额(元):12,000,000.00 最高限价(元):12,000,000.00采购需求: 品目1:晶格结构光照明超高分辨率显微镜 1套 进口 设备用途:该设备用于获取清晰的高质量的晶格层光激发的荧光图像,可用于观测活细胞,动植物组织的三维动态变化过程,得到高时间分辨、清晰锐利的三维动态数据。 一.技术规格: 1.显微镜主机部分 1.1倒置显微镜主机,具有明场及荧光成像功能。 1.2显微镜采用一体化箱式设计,可通过调用预设实验程序自动进行成像实验。 1.3兼容底板厚度为0.15mm- 0.19mm的常规样品载具,如玻片,培养皿。 ★1.4高精度五轴全电动载物台: X:行程≥ plusmn 36mm;Y:行程≥ plusmn 54mm,重复精度≤400nm,最小步进≤200nm,倾角范围≥ plusmn 0.5度,倾角重复精度≤0.1度,最小步进角≤0.05度;Z:行程≥ plusmn 0.5mm,重复精度≤200nm,最小步进≤100nm。 2.透射光照明部分 2.1透射光照明部分包括白光和红光两种LED光源,可进行垂直照明和侧向照明,便于样品定位及预览。光敏感样品可用红光LED作为透射光照明减少漂白。 2.2全自动成像方式,无需手动调节即可选择不同光源和照明方式,并可在荧光成像通道之间快速切换成像。 3.荧光照明部分 3.1激光器波段,功率和寿命:采用全固态激光器,保证出光纤口的激光功率足够荧光激发。 固态激光器488nm:输出功率≥10mW。 固态激光器561nm:输出功率≥10mW。 固态激光器640nm:输出功率≥5mW。 3.2八位电动荧光发射光滤片转轮。 3.3四色激发光滤片,405/488/561/642,进一步抑制激光背景,提高图像信噪比。 3.4双通荧光滤片,BP495-550、BP570-620。 3.5双通荧光滤片,BP495-550、LP655。 3.6双通荧光滤片,BP570-620、LP655。 3.7长通荧光滤片,LP570。 3.8长通荧光滤片,LP488。 4.物镜部分 4.1照明物镜≥13x,数值孔径≥0.4,与盖玻片夹角为30度。 ★4.2检测物镜(不加变倍)≥40x,数值孔径≥1.0,与盖玻片夹角为60度。 4.3使用半月形透镜进行光学补偿,实现更好的光片成像效果。 4.4具有自动循环加水功能。 5.光片部分 5.1采用晶格层光激发方式,使用柱面镜和空间光调制器对不同波长激光分别进行调制,获取最优的晶格照明结构。 5.2光片长度及厚度6档可调,分别为:15μmx550nm;15μmx650nm;30μm x700nm;30μmx1000nm;100μmx1400nm;100μmx1800nm。 5.3成像速度: 三维成像速度≥2.9Vol/s,相应体积大小为300μmx50 μmx20μm。 二维成像速度≥390frames/s,相应视野大小为300μmx20μm。 5.4成像分辨率:XY方向≤350nm。 5.5光片穿透深度≥150μm。 5.6视野大小,X方向≥250μm。 5.7成像光谱范围为490nm – 740nm。 6.相机部分 6.1高分辨率单色制冷型sCMOS相机,QE≥82%。 6.2物理像素:≥420万,单像素点大小≥6.5 μmx6.5μm。 6.3曝光时间:100μs至10s。 6.4光谱范围:300nm– 1100nm。 6.5动态范围:37500:1。 6.6拍摄速度≥100幅/秒(2048x2048)。 7.活细胞培养系统 7.1样品环境温度控制:室温至42度,控制精度≤0.1度,并具有加湿装置,防止长时间实验中由环境引起的液体蒸发。 7.2具有CO2和O2控制模块。CO2浓度控制范围0% 至15%,控制精度为≤0.35%;O2浓度控制范围1% 至21%,控制精度为≤0.2%;内置感应器,可以通过软件精度控制。 8.软件 8.1晶格层光成像专用处理模块,可对数据进行Deskew校正处理等。 8.2多维获取图像:Z轴序列扫描、时间序列扫描、大视野拼图及多点扫描等。 8.3透射光图像与荧光图像可做通道叠加。 8.4图像分析和操作:用各个参数做共定位和直方图分析,任意线的轨迹测量,长度、角度、表面、强度等的测量。操作:加减乘除、比例、位移、滤波(低通滤波、中值滤波、高通滤波)。 8.5可以进行数据分析,进行细胞计数,面积测量等自动化分析。 8.6GPU反卷积,能够提高系统GPU的使用率来实现反卷积功能,大大缩短反卷积所需要时间。 8.7实验设计模块:实现在一次实验中完成不均匀流程的复杂图像采集过程,即实现将不同的图像采集方案(如不同采集速度,不同扫描分辨率,不同的Z轴范围,不同的物镜,不同的聚焦方式等方案)与时间序列进行任意组合,实现复杂的实验流程,全过程无需人工干预。 8.8高级处理 amp 分析:通过附加功能(边缘、算术、形态学分割、二进制)扩展图像分析的能力。考虑样本变化的动态采集实验(所谓的反馈实验)。 8.9智能学习分割功能:只需在图像上简单勾画不同的分割区域训练系统学习,该模块用多种特征提取准确区分图像中的不同结构并进行分割,实现对图像的处理与分析。 8.10多位点及大视野拼图成像:可对任意形状的预设区域进行拼图扫描以及根据位点列表进行多点成像,支持聚焦校正地图、拼接以及阴影校正;支持自定义多孔板及各种样品载具规格,多种模式设定获取图像的多个位点。 8.11 4D Module Batch Analysis:可以预设分析方法和途径,批量分析2D、3Dtable 注:财政部门鼓励供应商采用保函的方式递交投标保证金,任何采购代理机构在政府采购活动中不得拒收供应商以保函方式递交的保证金。 申请电子保函
  • 流式细胞仪的那些事儿
    流式细胞仪在生命科学领域尤其医学中应用非常广泛,是一种能够对细胞进行相关处理的仪器,并且能够对细胞进行必要的分析。小编为大家介绍一下流式细胞仪的概念、发展历史、特点、分类、基本原理以及应用。  流式细胞术与流式细胞仪的概念  流式细胞术(flow cytometry , FCM):是一种定量分析技术,是指利用流式细胞仪检测细胞特异性标记荧光信号而测定细胞的多种生物物理性质的方法,同时也是一项可以把具有某相同荧光信号特性的某些细胞亚群从多细胞群体中分离和富集出来的细胞分析技术。点击查看更多细胞流式仪  流式细胞仪(flow cytometer):是一种集激光技术、电子物理技术、光电测量技术、电子计算机技术、细胞荧光化学技术和抗原抗体检测技术为一体的新型高科技仪器 是以激光为光源、检测生物学颗粒理化性质的仪器。  流式细胞仪的发展历史  1、1934年,Moldavan使悬浮的红细胞从一个毛细玻璃管中流过,每个通过的细胞可被一个光电装置记录下来。这就是流式细胞仪的雏形。  2、1965年,Kamentsky用紫外吸收和可见光散射两个参数同时测量未染色细胞,给出细胞中核酸的含量和细胞大小。奠定了多参数流式细胞测量的基础。  3、1967年,Van Dilla和Los Alamos采用了层流流动室和氩激光器,开发出了液流束、照明光轴、检测系统三者相互垂直的流式细胞仪。这成为目前各种流式细胞仪的基础。  4、1969年,Fulwyler利用静电墨水喷射液滴偏转技术,建立了流式细胞分选术。Ehrlich和Wheeless利用飞点扫描技术和缝扫描技术使零分辨率的流式细胞仪变成了低分辨率的流式细胞仪。  5、20世纪70年代,随着Kohler和Milstein成功提出了单克隆抗体技术和荧光标记技术,为特异研究和分析细胞奠定了良好的基础。  6、1973年,美国BD公司和美国斯坦福大学合作,研制开发并生产了世界上第一台商用流式细胞仪FACS I。  7、20世纪80年代,流式细胞仪的数据采集、存储、显示、分析日趋完善,随着样品制备方法的增加,新的荧光染料和细胞标记物的出现,使流式细胞仪的应用范围逐渐扩大。  8、20世纪90年代,与之配套的标本制备仪和自动进样器的问世,以及适合临床应用的单克隆抗体的增加,使流式细胞仪逐渐从科研单位进入医院的中心实验室和检验科,成为现代化的临床检验仪器的一部分。  流式细胞仪的特点  1、高速度:每秒可检测1 000-5 000个细胞。  2、高灵敏度:每个细胞只要带有1 000-3 000个荧光分子就能检出,两个细胞之间有5%的差别就可区分出来,光散射的灵敏度为0.3um。  3、高精度:在细胞悬液中测量细胞,比其他分析技术的变异系数更小,分辨率高。  4、高纯度:分选细胞的纯度可大于99%以上。  5、多参数:可同时定量检测单个细胞的DNA等多个参数。  流式细胞仪的分类  1、根据功能不同,可分为临床型和综合型(科研型)。  2、根据有无细胞分选功能,可分为流式细胞分析分选仪和流式细胞分析仪。  3、根据结构不同,可分为一般流式细胞仪(零分辨率流式细胞仪)和狭缝扫描流式细胞仪(高分辨率流式细胞仪)。前者的激光光斑为椭圆形,光斑直径大于被检细胞体积。后者激光光束为一条线状扁平光斑,直径在3-5um。  流式细胞仪的基本原理  1、将悬浮分散的单细胞悬液,经特异性荧光染料染色后,放入样品管。  2、在气体压力的作用下,悬浮在样品管中的单细胞悬液形成样品流垂直进入流式细胞仪的流动室,流动室充满鞘液,在鞘液的约束下,细胞排列成单列由流动室的喷嘴喷出,成为细胞液柱。  3、液柱与水平方向的入射激光束垂直相交,相交点称为测量区。通过测量区的细胞受激光照射后发出荧光,同时产生光散射。这些信号分别被成90℃角方向放置的光电倍增荧光检测器和前向角放置的光电二极管检测器接收,经过转换器转换为电子信号。  4、电子信号经模/数转换输入计算机。计算机通过相应的软件储存、计算、分析,就可以得到细胞的大小和活性、核酸含量等理化指标。  流式细胞仪的应用  1、DNA倍体分析  DNA分析是流式细胞仪最初且是现在应用最广检测项目。由于恶性细胞DNA含量通常与正常细胞不同,存在异倍体细胞,所以现有很研究评价异倍体细胞与肿瘤恶性度及其预后的关系。DNA含量检测还可提供细胞周期方面的信息,这在细胞生物学中运用很广泛。特别地,它可表示出细胞毒性药物对细胞作用过程。这些DNA检测还可与细胞表面标志物标记同时进行,这样在细胞混合培养中,可通常追踪表达特异标志物的细胞显示其生长周期情况。所有方法都是基于染料能与核酸起特异的化学反应并发射出荧光,常用的染料为PI,DAPI。  在该领域Partec公司的 CyFlow PA是一枝独秀。  2、细胞生存能力实验  使用Heochest 33342染料与DNA特异性结合,后因细胞活力不同染料的结合程度也各异,故可评估细胞的活性度。  3、计数外周血中检测网织红细胞  使用TO染料能够特异性地与RNA结合,结合系数高达3000,故具有很好的性价比。  4、外周血、骨髓采集物中CD34阳性干细胞计数,临床上用于骨髓移植前干细胞数理的测定。使用标准ISHAG方案,需要DNA或其他核染料占用FITC通道,PE标记CD34抗体,PE-CY5标记CD45抗体。  5、交叉淋巴细胞、粒细胞毒实验  检测识别供体血清中免疫球蛋白与受体粒细胞之间是否存在反应有着重要临床意义,因为这种反应会导致移植后发热、移植后肺损伤及免疫性粒细胞缺乏症。流式细胞仪可检测全血样本与血清孵育后粒细胞上结合的人免疫球蛋白。FITC标记人免疫球蛋白抗体、PE标记粒细胞表面标志物、PE-CY5标记HLA抗体。  6、血小板自身抗体检测  血小板自身抗体识别人血小板抗原,会引起各种临床相关症状,如新生儿自免性血小板减少症、输血后紫癜、难治性血小板减少。流式细胞可快速准确地检测血小板自身抗体。FITC标记抗人免疫球蛋白抗体、PE标记识别血小板抗体。  7、移植交叉配型  原细胞毒实验,主要用于避免移植物超急性排拆反应。流式细胞仪用于监测T或B细胞是否受到受体血清中免疫球蛋白攻击,作为HLA配型前的预实验。流式细胞仪因其高精确性已成为该领域内的金标准。FITC标记抗人免疫球蛋白抗体、PE标记识别T细胞CD3或B细胞CD29抗体。  8、检测细胞经抗原或细胞有丝分裂刺激后活化效应淋巴细胞早期活化指标CD69可用来检测免疫治疗效果。流式细胞使用三色分析可监测淋巴细胞各亚群活化情况:FITC标记的CD3抗体、PE标记的CD8抗体、PE-CY5标记的CD69抗体。  9、细胞增殖状态检测  核增殖抗PCNA、Ki67、BrdUrd用于衡量细胞增殖分裂状况,在评估肿瘤预后有重要意义。为些标志物的检测一般同细胞表面标志物同时检测。FITC标记PCNA或Ki67或BrdUrd,PE或(并)PE-CY5标记细胞表面标志物。  10、染色体分析  流式细胞仪染色分析运用两种特异性染料:Hoechest33258与核苷酸AT结合 Chromomycin A3与GC相结合。从而在双参数坐标上根据染色体ATCG含量的不同识别各种染色体。平时进行的染色体分析耗时且需要操作者极具经验,而用流式细胞仪时可快速地识别出异常染色体,如加配分选系统可将这些异常染色体分选出来作进一步分析。  以上,就是小编为您介绍的流式细胞仪的概念、发展历史、特点、分类、基本原理以及应用。如今医疗的进步离不开医疗设备的发展与进步,流式细胞仪就是集中于测量发育异常的细胞遗传物质的数量变化,该设备的鉴定对种质资源、物种进化、物种分类、生态学研究、倍体育种等方面具有重要意义。
  • 生物活性分子在种植体骨结合中的研究进展!
    生物活性分子在种植体骨结合中的研究进展!百欧博伟生物 良好的骨结合是人工种植体成功的关键,钛或钛合金人工种植体由于其较为理想的生物相容性和机械性能植入体内后与骨组织形成良好的骨结合而成为目前临床上应用最广的人工种植体。但钛类材料表面生物惰性的缺点不利于种植体骨结合的进一步提高,尤其对一些伴有系统性疾病如骨质疏松、糖尿病的缺牙患者,这些全身代谢性疾病使种植体周骨愈合能力下降,使种植体骨结合产生时间上的延迟或质量上的下降,导致种植体骨结合率下降。 因此,提高种植体骨结合率和初期稳定性进而提高种植体长期成功率仍是需要进一步研究的课题。其中种植体表面生物化学改性提高种植体骨结合率成为该领域近年来的研究的重要方向,方法是将生物活性分子如具有生物活性的蛋白、小分子多肽等采用一定的方式固定于种植体表面,通过其成骨诱导作用促进种植体周骨形成,提高种植体骨结合。本文就近年来应用于钛类人工种植体表面的生物化学改性方法以及几类主要生物活性分子对种植体骨结合作用及其机理的研究进展进行综述。 一、生物化学改性方法 1、物理吸附 物理吸附是在对种植体表面进行一定的粗糙处理后,将种植体浸入生物活性物质与磷酸缓冲盐溶液混合后的溶液中一段时间,使生物活性物质吸附在种植体表面。此法操作简单,对设备要求较低,但是吸附形成的作用力为静电力、范德华力或氢键,较难牢固结合在种植体表面,并且较难控制生物活性物质在种植体表面的均匀分布。 2、共价结合 生物活性物质可通过接枝分子共价结合在种植材料表面,接枝分子在种植材料表面形成自组装单分子层再与生物活性物质的某些基团共价连接,使生物活性物质稳定连接在种植材料表面。常见的接枝分子包括聚乙二醇、硅烷偶联剂、聚多巴胺、磷酸自组装单分子层等。此外,近些年人们通过噬菌体展示技术发现一些可以直接与金属钛共价结合的短肽(ATWVSPY、RKLPDAPGMHTW等)可以将某些生物活性物质(如层粘连蛋白衍生肽)连接在金属钛表面,从而对钛种植体进行表面改性。共价结合可以将生物活性分子稳定的结合在种植体表面,避免了初始爆发释放,但生物活性分子可能在共价结合的过程中发生构象的改变。 3、聚电解质多层 聚电解质多层由层层自组装技术将带相反电荷的聚电解质顺序吸附到带电表面制备而成。这种方法的特点是改变电解质沉积数量可以调控聚电解质多层的厚度,逐层组件可以将生长因子、蛋白质、遗传物质、抗体等直接集成到层中,或者可以用聚电解质预先络合各组分,然后组装成复合物。分子量大于10kDa的生物活性物质可以永久固定在聚电解质层中,随着聚电解质逐层的降解实现药物的逐渐释放。 二、钛种植体表面生物化学改性主要生物活性蛋白 1、胶原蛋白 胶原蛋白是骨组织细胞外基质中的主要成分,也是骨组织的钙化中心,可促进间充质干细胞中成骨相关基因的表达,进而诱导间充质干细胞向成骨方向分化,同时可以提高成骨细胞对骨基质的黏附。在钛片表面沉积磷酸钙和Ⅰ型胶原制备的矿化胶原涂层利于细胞伸展以及伪足的生长,可以有效促进成骨细胞的黏附及增殖。 此外,吸附有Ⅰ型胶原的钛片也更有利于促进小鼠前成骨细胞株MC3T3-E1黏附斑蛋白与护骨素基因的表达。将Ⅰ型胶原修饰的钛种植体植入SD大鼠胫骨内,HE染色发现4周后种植体周围形成的新生骨的密度要优于对照组。Ⅰ型胶原还可以参与携带药物,从而调控种植体骨结合过程。Li等通过层层自主装技术将Ⅰ型胶原和透明质酸修饰在钛纳米管表面,使管内的依诺沙星缓慢释放,抑制破骨细胞活性的同时还促进了种植体表面新生骨的形成。 2、非胶原蛋白 结合在胶原表面特定位点的非胶原蛋白,包括纤连蛋白(fibronectin)和层粘连蛋白(laminin)等在启动羟基磷灰石晶体成核、生长及调控无机相相变的过程以及促进细胞黏附、迁移和分化等过程中都发挥了至关重要的作用。越来越多的研究显示,将非胶原蛋白结合在种植体表面能够有效提高骨结合的效果。纤连蛋白能够增强对成骨细胞的粘附,进一步提升种植体表面微槽对细胞的粘附作用,加快成骨细胞的成熟,使种植体表面接触的间充质干细胞细胞呈现出成骨细胞自然成熟的多边形态。 Chang等将纤连蛋白吸附在钛种植体表面,发现其在诱导成骨细胞分化、增加骨形成量以及提升种植体初期稳定性方面较无纤连蛋白组有一定的提高。纤连蛋白上存在增强细胞活性的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(arginine-glycine-asparticacid,RGD)序列和RGD协同序列(PHSRN)以及其中间一段有20个氨基酸的序列F20(PHSRNSITGTNLTPGYTITVYAVTGRGD)。 有学者推测是纤连蛋白中间的这一段活性序列在发挥促进骨结合的作用。将F20和纤连蛋白分别吸附到钛片上,发现二者对基质细胞系ST2粘附、增殖和分化能力的提升效果相似,此外还发现F20对成骨作用的促进可能与Erk信号通路有关。层粘连蛋白作为细胞与基质黏着的介质,参与调节细胞的黏附、生长和分化。 Bougas等将层粘连蛋白浸泡吸附在钛种植体表面后植入兔的股骨中,4周后发现种植体周围的骨结合程度得到明显提高。在一项层粘连蛋白对种植体骨结合作用的回顾性研究中,91%的研究都表明层粘连蛋白可以促进相关成骨相关标记物的表达和(或)种植体周围新骨形成。 3、生长因子 骨形态发生蛋白(Bone morphogenic proteins,BMP)是一组信号分子,是转化生长因子(transforming growth factor,TGF)-β超家族的成员,可以促进间充质干细胞向成骨细胞分化,促进骨缺损区新骨的形成。BMP-2修饰的脱蛋白牛无机骨块在犬牙槽嵴进行垂直覆盖提升术并同期植入种植体的第3个月时比未使用BMP-2的骨块显示出更高的骨矿化水平和更多的新骨形成量。 BMP-2缓慢均匀释放似乎有利于促进骨结合。Seo等发现在水凝胶环境中BMP-2的持续释放显著促进了钛种植体周围垂直骨的再生。Yang等利用肝素连接BMP-2与生长分化因子5(growth and differentiation factor-5,GDF-5)结合在钛片形成Ti-BMP-2-GDF-5涂层,肝素延长了BMP-2和GDF-5的半衰期,并且使其持续均匀释放30天,将MC3T3-E1细胞放置含有该涂层的表面,细胞增殖和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性显著增加,骨钙素(osteocalcin,OCN)、Ⅰ型胶原蛋白的表达也明显升高。兔体内实验显示植入兔股骨内的表面修饰有BMP-2和GDF-5的钛棒也表现出骨与种植体界面处新骨形成明显的增加。 但种植体表面的BMP-2剂量对种植体骨结合有一定的影响,高剂量的BMP-2会导致局部、暂时的骨损伤。在一项高剂量BMP-2(150μg/mL)治疗大鼠的临界大小的股骨缺损实验中,2周后观察到炎症和异常骨形成。Guillot等也发现当大剂量BMP-2(9.3μg)附着于种植体表面时,第4和第8周BMP-2修饰的种植体骨结合率都低于无BMP-2组。 TGF-β2和TGF-β3是TGF-β超家族的两个亚型,调节细胞的增殖和分化以及参与骨改建过程。在新西兰兔拔牙窝内即刻植入种植体,种植体周围增加TGF-β2以及牙髓干细胞,术后第4、8周骨涎蛋白、骨钙蛋白、Ⅰ型胶原表达水平明显提高,种植体骨结合率以及种植体周围骨小梁宽度明显增加。Kim等通过电喷涂技术将聚乳酸丙交酯(PLGA)/重组人类TGFβ2颗粒喷涂在阳极氧化钛种植体表面,种植体植入兔的胫骨第3周骨形态计量学分析发现实验组的种植体骨接触率(Bone-To-Implant Contact,BIC)和骨面积百分比明显高于未喷涂重组人TGFβ2的对照组。 血管内皮生长因子(Vascularendothelial growth factor,VEGF)可诱导成骨细胞和内皮细胞增殖,促进局部血管生成并且增加ALP的活性。Guang等将大鼠重组VEGF吸附于钛片表面,发现其可以明显促进大鼠成骨细胞的增殖,将大鼠重组VEGF修饰的钛种植体植入大鼠膝内,在第2周和第4周免疫组织化学检测发现CD31阳性和骨钙素阳性细胞的比例明显增多。 VEGF对放疗患者种植体骨结合也有一定的促进作用。将钛种植体植入经过15Gy射线辐射的兔胫骨中,在种植体中心的孔隙注射高表达BMP-2/VEGF165的慢病毒载体,第2周和第8周通过PCR分析发现Runt相关转录因子2(Runt-related transcription factor2,Runx2)、骨钙素、ALP和CD31表达水平增加,Micro-CT显示新骨形成量明显增加。 神经生长因子(nerve growth factor,NGF)是神经营养因子家族的成员,对交感和感觉神经元以及神经元嵴细胞有很强的促进作用。近年来研究发现,NGF还参与骨改建过程,对骨再生有一定的促进。将含NGF的明胶海绵应用于犬前磨牙缺损模型可以有效刺激骨的形成。在小鼠腿骨植入钛种植体区局部注射外源性NGF,可以促进小鼠股骨钛种植体植入早期的骨再生,加速早期骨胶原以及骨小梁的成熟,缩短种植体骨结合时间。但由于NGF半衰期较短,NGF多被用于种植体局部注射,用于种植体表面改性的研究还较少。 骨的改建由多种生长因子共同参与,BMP、VEGF、TGF、NGF等在促进骨生成方面有积极作用,控制生长因子在种植体表面的缓慢持续释放,增加其作用时间可以进一步促进成骨,并且多种生长因子的联合使用似乎可以取到更好的促进效果。 三、生物活性肽 生物活性蛋白因其固有的生物活性为种植体表面的生物功能化提供了选择,但是蛋白质分子存在免疫原性且缺乏良好稳定性,动物提取的蛋白也具有病原体传播和变异的风险。相比较而言,仅包含细胞结合序列的短肽可以发挥生物活性作用并能规避这些风险,具有良好应用潜能。它们易合成、纯化和存储消毒,与大分子蛋白相比具有成本效益,并且其活性不依赖于其三级结构。 下面着重于介绍4种具有促进细胞粘附、增殖和分化功能多肽或寡肽,如RGD,P-15,成骨生长肽(osteogenic growth peptide,OGP)以及胰岛素样生长因子(insulin-like growth factors-1,IGF-1)。RGD序列存在于纤连蛋白的细胞结合域,是细胞粘附所需要的最小序列,可以促进细胞的扩散粘附和增殖。 贻贝来源蛋白(mussel derived peptide,MP)是一种包含L-3,4二羟基苯丙氨酸(DOPA)结构的蛋白,可以作为接枝分子把RGD和肝素结合蛋白(heparin binding protein,HBP)固定在钛片上。Pagel等将人类骨肉瘤细胞(sarcomaosteogenic,SaOS-2)置于附着MP-RGD的钛片上培养,发现其可以促进SaOS-2黏附、生存和增殖,MP-RGD-HBP的促进作用则进一步增强。 将抗菌肽和RGD肽共同结合在钛种植体表面,不仅可以促进SaOS-2细胞的附着和扩散,同时阻止了细菌的生长。此外肽的结构也对骨结合过程也有一定影响,研究发现环状RGD相比线性RGD会引起垂直方向骨量的更明显增加,并且发现环状RGD可能是通过激活成骨细胞的黏着斑激酶(FAK),上调MARK信号通路c-fos转录阈值水平,进而促进成骨细胞的增殖。 P-15是模拟Ⅰ型胶原蛋白结合域合成的短肽(GTPGPQGIAGAGQRGVV),具有促进成骨细胞分化、增强细胞黏附、迁移和存活的功能。Fu等通过表面引发的原子转移自由基聚合(surface-initiated atom transfer radical polymerization,SI-ATRP)原位生长含酮聚合物,并通过肟化反应将P-15共价连接在钛表面。结果显示聚合物接枝P-15的实验组相比未含P-15的对照组在第6h展现出更高的细胞存活率,细胞核染色法检测24h细胞数显示共价接枝P-15的钛片吸附有更多细胞,21d茜素红S染色也显示P-15的存在增加了钙沉积。 Lutz等将P-15吸附修饰在钛棒表面并植入猪股骨中,组织形态计量学分析发现30d时相比未修饰的种植体展现出更高的BIC值。同样,将磷酸钙和P-15沉积吸附修饰的钛种植体植入成年比格犬的双侧胫骨中,1周时也呈现出比其它对照组更高的BIC值,提示P-15能够有效诱导种植体周围的骨形成。然而植入部位以及个体异质性对生物活性物质的作用可能会有一定的影响。Schmitt等对植入比格犬颌骨内的种植体中部、顶部以及顶部两侧进行骨形态计量学分析后,发现在第2d和7d,P-15修饰的钛种植体与对照组种植体周围的BIC无统计学差异,因此P-15以及其它生物活性物质在人体内对骨结合的促进作用仍需进一步验证。 成骨生长肽是由14个氨基酸组成的多肽(ALKRQGRTLYGFGG),能增强ALP活性,加速基质矿化、促进骨再生。沉淀吸附有成骨生长肽的钛片可以促进大鼠间充质干细胞的附着、增殖和成骨分化。当纤连蛋白与成骨生长肽共同附着于钛片时,成骨分化作用进一步加强。Lai等通过聚多巴胺将成骨生长肽共价连接在有钛纳米管的钛片上,在其上接种大鼠颅骨成骨细胞,相比未修饰成骨生长肽的钛片,ALP的水平明显提高,成骨相关基因表达增加。 IGF-1是一种与胰岛素结构相似的小分子肽,可作为骨骼生长的调节剂,具有促进细胞粘附的作用。Xing等将大鼠骨髓间充质干细胞接种在加载有IGF-1的明胶/壳聚糖聚电解质多层的钛种植体表面,检测发现ALP、Runx2、Ⅰ型胶原和骨钙素的mRNA的表达水平提高,细胞增殖以及基质矿化水平增加。 将IGF-1修饰的种植体植入骨质疏松模型大鼠股骨中,8周后通过亚甲蓝/品红和micro-CT观察,相比对照组,实验组新骨厚度和连续性明显增加,当IGF-1为100ng/mL时促进作用最强,为骨质疏松症患者的种植修复提供了新的策略。肽类生物活性物质克服了生物活性蛋白的诸多缺陷,降低了在体内被内源性酶降解的风险,在促进细胞的粘附,增殖和分化以及促进新骨形成增加种植体初期稳定性方面具有良好的效果,在种植体表面改性方面具有良好的应用潜力。但这些肽类生物活性物质发挥促进骨结合效果最恰当的浓度还有待进一步确定,如何使肽类活性物质在种植体表面更稳定的释放也有待进一步研究。 四、小结 生物活性分子在种植体表面的应用有助于提高种植体骨结合。这通过其促进成骨相关标记物表达,促进间充质干细胞向成骨细胞分化,增加细胞的粘附和增殖等方式证实,而且动物体内研究也表明种植体表面的生物活性分子增加了种植体周围新骨的形成,促进种植体骨结合,展示了良好的临床应用前景。目前聚电解质多层、水凝胶、纳米粒子以及微球等缓释系统的研究为生物活性物质更加稳定持久释放提供了更广阔的前景,但缓释系统在种植表面对生物活性物质的缓释效果仍需在进一步验证。 目前研究大多数都是体外或动物体内实验,由于体内影响因素较多,缺乏对其确切效果的临床证据,尚未转化为可供临床应用的产品。而且,这些生物活性分子用于种植体表面的制备方法、对种植体储存和消毒带来的难题以及体内吸收、降解等对骨形成的影响体等一系列问题尚需更多、更深入的研究来解决,尤其是大量的、严谨科学设计的体内研究有助于揭示其临床应用价值。欢迎访问微生物菌种查询网,本站隶属于北京百欧博伟生物技术有限公司,单位现提供微生物菌种及其细胞等相关产品查询、咨询、订购、售后服务!与国内外多家研制单位,生物医药,第三方检测机构,科研院所有着良好稳定的长期合作关系!欢迎广大客户来询!
  • 中国学者权威期刊发表流式细胞新技术
    流式细胞技术与相关的荧光激活细胞分选技术(fluorescence-activated cell sorter,FACS)对生物学研究产生了深远的影响,但是它们还是存在一些局限性,近年来,科学家们研发出了一些新的策略,但他们并没有修改传统的流式细胞仪,而是在新型微流控装置上进行精简。这些微型芯片实验室能帮助研究人员在更为多样的物理和分子特征基础上进行筛选和分型,而且也不需要抗体。以下是几位学者提出的新型流失细胞技术与研究策略。   研究人员:中科院青岛生物能源与过程研究所单细胞研究中心主任徐健研究员   当前项目: 微生物生物燃料发展   存在问题: 生物燃料研发需要标识出那些能进行特殊碳化学反应的细胞,但是这些细胞无法正常培养和研究,因此研究人员也不清楚是否有一些能识别和分拣细胞的分子标记。   解决方案:   徐健研究组以单细胞拉曼分选(RACS)为基础,研发出了一种基于阵列介电单细胞捕获/释放的快速拉曼识别技术。   单细胞拉曼分选(RACS)是一种极具潜力的活体细胞功能分选技术。与目前通用的荧光激活细胞分选(FACS)相比,RACS具有直接基于细胞功能分选、无需标记、不需预知生物标识物的关键优势,因此在海洋资源挖掘、生物能源种质筛选、肿瘤监测与分选、环境微生物监控、农业生态研究等诸多领域具有广阔应用前景。但由于细胞固有拉曼信号弱所导致的细胞分选通量低这一问题限制了其应用与推广。开发高速流动细胞拉曼信号的快速采集和识别已经成为发展高通量拉曼流式细胞分选的关键技术挑战之一。   为此,这一研究组开发了一种基于阵列介电单细胞捕获/释放的快速拉曼识别技术。通过对高速流动单细胞的介电操控,实现了单细胞流在电极上的捕获/释放,并在细胞捕获期间(毫秒-秒)完成拉曼信号的采集识别。   通过耦合该团队同期建立的基于电磁阀吸吮的微流控细胞分离技术(Zhang Q, et al., Lab on a Chip 2014, Cover page, 2014 HOT Articles),实现了产色素工程酵母和普通酵母细胞的拉曼流式分选。前述工作首次建立起基于介电单细胞捕获/释放的单细胞拉曼流式分选原理和装置,为下一步发展高通量拉曼流式细胞分选仪器奠定了原理和关键技术基础。   单细胞中心前期建立的单细胞弹射分选方法(Wang Y, et al, Anal Chem, 2013)适用于贴壁生长的细胞、微生物生物膜等固相细胞的分选。而该研究开发的单细胞流式分选方法针对于流动相细胞的分选。这两种方法学的建立和相互结合,为研制广谱性适用于自然界各种细胞存在状态的单细胞拉曼分选装备提供了可行性。   如何入手:   徐健研究员表示,在国内已经配置了两台微流控RAC系统,同时还有另外两台正在组装中。第三台RAC系统在牛津大学,研究人员可以申请使用这些仪器,他表示,&ldquo 欢迎提出任何问题,我们的一些资助资金也鼓励项目合作。&rdquo
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