流氏细胞仪原理

2021年9月29日，为期两天的第三届微流控细胞分析学术报告会在北京中国国际展览中心（天竺新馆）圆满落幕。本届论坛由中国分析测试协会和清华大学化学系联合举办，旨在为从事相关领域专家学者、科研人员等提供多学科交叉学术交流平台。本届会议，共计20余位资深专家学者就微流控细胞分析领域的最新科研成果分别作精彩报告！会议首日，10余位专家就器官模拟与细胞代谢分析等领域进行分享探讨（点击查看首日精彩报告：微流控技术大有可为）。会议次日，7位专家学者分别就微流控新原理、新技术等方向带来精彩主题报告，详情如下：报告人：南京大学 李仲秋副研究员报告题目：《生物传感和能源转化的纳流控器件》李仲秋副研究员报道了各类纳流控器件应用于不同的材料与生物的成果，对比说明了纳流控器件之于传统器件在性能上的优势，并提出了纳米通道中分子检测方法的一般模型。报告人：南方科技大学 蒋兴宇教授报告题目：《微流控-液态金属的细胞调控与分析》蒋兴宇教授介绍了用微流控芯片来提升细胞分析检测性能的系列方法与各类应用，此外还着重介绍了结合微流控芯片的金属高分子导体(MPC)，拓展了微流控芯片研究的新思路。报告人：北京工业大学 汪夏燕教授报告题目：《基于超薄可控温微坑阵列芯片的单细胞胞内递送》汪夏燕教授介绍了一整套单细胞操作的基本流程，包括对细胞的捕获、固定到探针递送等步骤，结合三光路显微镜成像技术，能有效实现对单个细胞的精准检测研究。报告人：中国农业大学 林建涵教授报告题目：《用于病原微生物快速检测的微流控生物传感器研究》林建涵教授提出了食源性致病微生物检测的重要性，并针对此问题提出了免疫磁珠分选的方法，实现了对目标微生物的高通量检测；此外还针对提升检测灵敏度介绍了电化学生物传感器等有效新型分析方法。报告人：清华大学 梁琼麟教授报告题目：《药物分析“芯”方法》梁琼麟教授介绍了建立“芯片药物实验室”的基本思路，并基于此设计了一系列的芯片器官与仿生材料，以物理结构重现、细胞结构重现和器官功能重现为目标，完成了肾小球模拟的重要工作。报告人： Chinese Chemical Letters编辑部 郭焕芳副主编报告题目：《中国化学快报进展》郭焕芳副主编介绍了CCL杂志的创办理念与该期刊目前取得的优异成绩，并呼吁各位学者在撰写高水平论文的同时，保持学术端正。报告人：华中农业大学 何子怡副研究员报告题目：《微流控芯片质谱联用细胞分析仪器的研制与应用》何子怡副研究员通过总结传统芯片液滴产生的模式，提出了基于声控产生液滴的新型方法，兼备了仪器的便携性与实验的可控性，为芯片液滴技术发展提供了新的思路。报告环节过后，清华大学林金明教授就闭幕式致辞。清华大学林金明教授闭幕式致辞林金明教授总结了为期两天的专家报告内容，为各位从事微流控生命分析的学者们提出了期许，希望大家铭记该会议的追求创新的精神，共同推动中国微流控分析领域更上一层楼。后记放眼未来，林金明教授认为微流控芯片在单细胞分析等领域应用意义重大，将会对生命科学的研究起到巨大的促进作用。与此同时，我们期待各位专家学者在微流控细胞分析技术领域取得更多的突破与创新，也期待在下一届微流控细胞分析技术学术会议能继续为听众带来如此前沿技术的饕餮盛宴。

每当我们仰望浩瀚无垠的夜空，目光总会被闪闪的星辰所吸引。星光和眼睛帮助我们精确捕捉夜空中最亮的星，那面对瀚如星海的细胞世界，我们如何快速发现具有特殊功能的细胞呢？12月30日，青岛星赛生物科技有限公司发布全球首台高通量流式拉曼分选仪FlowRACS® ，为执着于寻找细胞世界中最亮“星”的科研人员带来了发现“星”，并拿到“星”的创新型解决方案。发布会回看》》》始于拉曼，微流控让诺贝尔奖技术焕发新魅力拉曼光谱是一种散射光谱，是化合物中分子键被激发到虚能态却尚未恢复到原始态所引起的、入射光被散射后频率发生变化的现象，该技术获得了1930年度的诺贝尔物理学奖。单个细胞的拉曼光谱可反映细胞内化学物质的成分及含量等丰富信息，在微流控技术的加持下，细胞群体单细胞拉曼光谱的获取以及下游单细胞分选进入了快速发展阶段。“我们提出了拉曼组这一创新概念，即特定时空状态下一个细胞群体的单细胞拉曼光谱的集合。拉曼组能够在单细胞精度，定量检测细胞代谢各种底物的速率、各种拉曼敏感产物之多样性及其含量、细胞的环境应激性、细胞之间的代谢互作、细胞内代谢物相互转化网络等广阔的细胞代谢表型，还可区分不同的物种。”星赛生物联合创始人，青岛生物能源与过程研究所（山东能源研究院）单细胞中心主任徐健博士说。 拉曼组的定义与内涵鉴于“拉曼组”是一种直接刻画“代谢功能”的单细胞表型组，且“拉曼组”手段具有广谱适用、活体、无损、非标记、全景式表型、可分辨复杂功能、快速、高通量、低成本、能耦合下游测序、质谱或培养等重要优势，拉曼组可与现有的单细胞基因组、转录组、蛋白组和代谢物组等手段互补，共同形成一个完整的单细胞多组学方法学体系。拉曼组是单细胞多组学的拓展和延伸攻坚克难，拉曼流式让万物皆可分成为可能虽然拉曼组在细胞功能识别方面具有诸多优势，但是目前市面上并没有成熟的以拉曼光谱作为细胞功能分析与分选的仪器。少数取得突破的原理样机中，普遍存在通量低，测量与分选过程对细胞损伤较大，以及拉曼图谱采集质量差等问题。FlowRACS® 通过引入pDEP-RACS技术，将高速流动的单细胞精确捕获在拉曼激光位点，在保证细胞活性的前提下，采集并在线分析单细胞拉曼信号，获得细胞最真实的原位状态。同时，FlowRACS® 借助介电确定性侧向位移（pDEP-DLD）技术，保证目标细胞的精准、高通量、自动化分选，分选通量大于300细胞/分钟，真正实现了基于高质量拉曼光谱的高通量流式分选，让微观世界的细胞分析进入万物皆可分、万物皆可选、万物皆可测时代。析选同步，双模运行满足更多实验需求FlowRACS® 具备两种运行模式：（1）“流式拉曼分析”（Raman Flow Cytometry；RFC），主要支撑拉曼组、元拉曼组等单细胞代谢表型组数据的高通量采集和分析；（2）“流式拉曼分选”（Raman Flow Sorting；RFS），主要服务目标代谢功能细胞的高通量分选。“仅仅检测细胞的代谢功能与特性，并不能满足科研人员对于细胞改造与作用机理研究的需求，我们借助微流控技术与人工智能，让具备特定拉曼信号的细胞在完成光谱检测的同时，一站式完成在线AI光谱分析及特征峰比对，并激发细胞分选控制模块，将目标细胞与非目标细胞分离。”星赛生物联合创始人、中国科学院青岛生物能源与过程研究所（山东能源研究院）单细胞中心副主任马波博士表示。同时，FlowRACS® 可适配多种具备自主知识产权的微流控芯片耗材，满足液滴类目标单细胞导出、液流式目标细胞群导出等多样化实验需求。作为业界首台高通量流式拉曼分选仪产品，FlowRACS® 下游可直接开展单细胞培养、单细胞测序等实验，为单细胞多组学研究，及其在精准医学、合成生物学和生物安全等领域的应用，提供了全新的仪器解决方案。南方医科大学珠江医院检验医学部主任、国家杰出青年基金获得者、享受国务院特殊津贴专家周宏伟教授表示，流式细胞分析技术在基础医学和临床检验等领域均具广泛应用，现在星赛生物在原有的“荧光流式”和“质谱流式”两条赛道以外，开辟了“拉曼流式”这第三条赛道，作为该赛道的首个仪器产品，FlowRACS® 的推出具有重要的科学意义与临床价值。“针对单细胞多组学这一新兴领域研发的FlowRACS® ，不仅可以对细菌和肿瘤等单细胞、微塑料等微纳米颗粒实现高通量的表征和分选，也将在其他领域得到广泛应用、潜力无穷。”厦门大学教授、固体表面物理化学国家重点实验室副主任、长江学者、国家杰出青年基金获得者任斌，对高通量流式拉曼分选仪FlowRACS® 在更多领域的应用寄予了厚望。应用前景中国智造，原理创新实现从0到1的突破流式细胞技术因其检测灵敏、结果准确、价格低廉、耗时短、自动化水平高等优势，广泛应用于学术研究、临床疾病诊断等领域。随着仪器技术的不断创新，流式细胞术在细胞治疗、海洋生物、植物、微生物等领域的需求日益增多。受限于荧光流式细胞仪的底层数据原理，现有流式细胞技术在未知细胞探索、微生物生命暗物质解析、荧光难跟踪的细胞功能检测及目标细胞分选等方向仍无法满足市场需求。星赛生物瞄准非标记式流式细胞市场，借助原创性“拉曼组”数据集及微流控技术，成功开发全球首台广谱适用、微生物可分、高通量自动化的FlowRACS，实现了拉曼高通量分选由0到1的突破。“自2013年起，我们申请了多项国家发明专利，并顺利获得授权。可以说，FlowRACS是实实在在的中国“心”原创仪器”，马波博士表示，“虽然FlowRACS是完全的国产化，但其在拉曼活性高通量分选方面处于国际领先地位”。合成生物学领域专家、中国科学院先进技术研究院副院长、深圳合成生物学创新研究院院长、国家杰出青年基金获得者刘陈立研究员指出，当前，细胞功能测试是合成生物学研究的一大瓶颈，急需高通量自动化的手段、技术和设备。我们国家的高端仪器设备大量、长期地依赖进口，这也对国产化自研生物设备提出了紧迫需求。星赛生物此次发布的FlowRACS很好的回应了上述两大需求。单细胞领域，国产原创正当时2020年全球单细胞分析市场规模估计为26.8亿美元，预计在2019至2026年以16.9%的年复合增长率增长，国内市场规模预计35亿人民币。强大的市场需求以及市场占有率狭小的局面，对国产单细胞分析仪器的研制和产业化提出了巨大的挑战，同时也带来了前所未有的机遇。基于拉曼组、拉曼组内关联分析等概念和RAGE、pDEP-RACS等一系列核心器件，星赛生物推出了一系列原创的单细胞分析仪器产品：（1）CAST-R™ （临床单细胞拉曼药敏快检仪），（2）FlowRACS® （高通量流式拉曼分选仪），（3）RACS-Seq® （单细胞拉曼分选-测序耦合系统），（4）EasySort® （单细胞微液滴分选系统）等。同时，星赛生物推出了支撑细菌、古菌、真菌、微藻、植物、动物、人体等单细胞分析的试剂盒与耗材，覆盖了包括单细胞分析样品采集、样品预处理、拉曼成像、拉曼分选、单细胞测序文库、单细胞培养等环节的完整实验与数据分析流程。微流控研究领域的著名学者，中国科学院大连化学物理研究所林炳承研究员表示，“星赛生物创新性地将微流控技术应用于单细胞拉曼分析和分选领域，推出了FlowRACS® 这一原创性的仪器产品，这一进展对于高通量细胞分析仪器产业具有重要意义，非常值得肯定与祝贺。微流控芯片作为一种颠覆性生物技术和当前分析科学的重要发展前沿，最近几年来得到飞速发展。中国是全球最大的微流控芯片市场，因此用中国的仪器产品开发与服务这一市场是这一代年轻科学家责无旁贷的使命。”人类对生命的探索已经逐步从宏观走向微观，单细胞层面的研究成为全球科研人员趋之若鹜的热门话题。面对瀚如星海的细胞世界，自动化高通量的单细胞分析仪器是链接人与细胞的重要桥梁。鹰隼试翼，风尘翕张，国产科学仪器目前还处在孕育阶段，随着国家政策的不断倾斜、国人技术攻关的持续发力，相信国产科学仪器也一定能够凭借实力在国际市场赢得自己的话语权。（青岛星赛生物科技有限公司）

ATP微生物检测仪作为一种可靠的检测工具，以生物化学反应将微生物的存在转化为可测量的光信号为检测原理，不仅实现了对微生物数量的快速检测，也为各种应用领域提供了关键的卫生状况评估。了解更多ATP微生物检测仪产品详情→https://www.instrument.com.cn/show/C541815.htmlATP的基本概念三磷酸腺苷（ATP）是一种在所有活细胞中广泛存在的能量转移分子。它在细胞的能量代谢过程中起着核心作用，每个活细胞都包含恒定量的ATP。因此，ATP的存在可以作为生物活性的指标，反映样品中微生物的数量和活动状况。ATP的检测对于评估细菌、真菌以及其他微生物的存在和数量具有重要意义。检测过程的第一步：ATP的释放ATP微生物检测仪的工作始于样品中的ATP释放。检测过程中，首先使用ATP拭子从样品中提取ATP。ATP拭子含有特殊试剂，这些试剂能够裂解细胞膜，从而释放细胞内的ATP。这一过程是确保所有可测量的ATP都从细胞中释放出来的重要步骤，为后续的荧光检测提供了充足的ATP源。荧光反应的核心：荧光素酶—荧光素体系释放出的ATP与拭子中含有的荧光素酶和荧光素发生反应，形成荧光反应。荧光素酶是一种催化剂，它能够将ATP转化为荧光素，通过与荧光素的反应产生光信号。这一反应基于萤火虫发光的原理，其中荧光素酶催化荧光素与ATP结合，生成光信号。这一过程的核心是荧光素酶的催化作用，它使得ATP的存在能够通过发光现象被检测到。光信号的测量与结果分析产生的光信号通过荧光照度计进行测量。荧光照度计能够准确地捕捉到反应产生的光信号强度，并将其转化为数字信号。光信号的强度与样品中ATP的浓度成正比，因此，可以通过测量光信号强度来推断样品中微生物的数量。较强的光信号通常意味着较高的ATP含量，从而反映出样品中微生物的较多存在。应用与优势ATP微生物检测仪因其快速、准确的检测能力，被广泛应用于食品安全、医疗卫生、制药和环境监测等领域。其能够实时、可靠地评估样品中的卫生状况，确保环境和产品的质量。相较于传统微生物检测方法，ATP检测法提供了更为便捷和即时的结果，帮助我们迅速做出响应和决策。结论ATP微生物检测仪通过将细胞中的ATP转化为光信号，提供了一种可靠的微生物检测方法。其工作原理涵盖了从ATP的释放、荧光反应的核心到光信号测量，为微生物检测提供了科学、准确的解决方案。这一技术的应用更大地提升了卫生监测的效率，确保了各种行业的安全与质量。

超声波细胞破碎机，也称为超声细胞破碎仪，其工作原理主要基于超声波在液体中的空化效应。以下是其工作原理的详细解释：　　　　1.电能转换：首先，超声波细胞破碎机将电能通过换能器转换为声能。换能器作为核心部件，能够将电能高效地转换为超声波能量。　　　　2.空化效应：当超声波在液体中传播时，它会在液体中产生空化作用。这种空化作用表现为液体中的微小气泡迅速形成并随后炸裂。这些炸裂的气泡会产生类似小炸弹的能量，形成高强度的剪切力和高频交变水压。　　　　3.细胞破碎：这些高强度的剪切力和高频交变水压作用于细胞壁，使细胞壁受到压力变化而破碎。同时，由于超声波在液体中的剧烈扰动，粒子会产生大的加速度，使它们相互碰撞或与装置壁碰撞而破碎。　　　　4.主要应用：超声波细胞破碎机广泛应用于中药提取、细胞、细菌、病毒组织的破碎等领域。其高效的破碎能力使得这些生物样本的处理更加快速和有效。　　　　此外，超声波细胞破碎仪还有一些其他的特性和功能，例如：　　　结构特点：超声探头通常采用进口钛合金材质，具有高能效换能器和振幅自动调节功能。这些特性保证了设备的高效性和稳定性。　　　　技术参数：工作频率范围通常为20～25KHz，具有频率自动跟踪功能。设备可储存多套常规程序数据和一套组合程序，工作方式有定时和计数两种。这些参数和功能使得设备更加灵活和易用。　　　　综上所述，超声波细胞破碎机的工作原理主要基于超声波在液体中的空化效应，通过电能转换、空化效应和细胞破碎等步骤实现对生物样本的高效处理。点击此处可了解更多产品详情：超声波细胞破碎机

目前市场上有大量的益生菌品牌和产品，但质量参差不齐，给消费者带来极大困扰，也阻碍了产业的健康发展。此问题的根源在于目前业界缺乏快速、准确、全面、低成本的益生菌产品质检手段。青岛能源所单细胞中心联合中国食品发酵工业研究院、青岛东海药业和青岛星赛生物科技有限公司等，开发了基于拉曼组原理的益生菌单细胞质检技术SCIVVS，为突破这一紧迫的技术瓶颈提供了全新的解决方案。该工作近日发表于iMeta杂志。 基于拉曼组原理发明益生菌单细胞质检技术SCIVVS 　　益生菌产品的市场规模已近千亿，但是存在大量的“鱼目混珠”现象。其重要原因是益生菌质检的方法学局限性。由于这些方法大多依赖于分离培养或元基因组测序，因此存在耗时长、成本高、难以快速测定细胞活性和代谢活力及其细胞间异质性、复合益生菌产品深度质检困难、流程繁琐、难以自动化等瓶颈性问题。这些局限性导致益生菌产品难以快速、低成本、全面、深度地进行质检，很大程度上阻碍了益生菌产业的健康发展。 　　针对这一产业瓶颈，青岛能源所单细胞中心张佳副研究员、任立辉高级工程师、张磊博士、公衍海助理研究员等带领的研究小组，联合中国食品发酵工业研究院、青岛东海药业和青岛星赛生物等团队，基于拉曼组原理，开发了一种名为SCIVVS(Single-Cell Identification, Viability and Vitality tests and Source-tracking)的单细胞精度益生菌质检技术体系。针对益生菌产品，SCIVVS首先不是提取总核酸或者进行平板培养，而是提取所有的细胞进行重水饲喂和单细胞拉曼光谱的高通量采集。在每一张拉曼光谱上，利用其指纹区，基于与益生菌单细胞拉曼光谱参照数据库的比对，快速完成每个细胞的种类鉴定环节。通过构建21种法定可食用益生菌的标准菌株拉曼光谱数据库，SCIVVS可实现平均高达93%的分辨准确度。同时，利用其重水利用峰(C-D峰)，则可针对每个物种，量化每个细胞的活性、代谢活力等。进而可通过拉曼激活单细胞分选技术，快速获得目标种类或目标代谢活力的单细胞，从而对接下游单细胞全基因组测序或培养。 　　为了支撑SCIVVS，在国家重大科学仪器研制、国家重点研发计划等项目的支持下，青岛能源所和青岛星赛生物合作研制成功了单细胞拉曼光镊分选仪(RACS-Seq)、高通量流式拉曼分选仪(FlowRACS)等原创仪器产品。运用RACS-Seq，研究人员直接从纯种或复合益生菌产品出发，在5个小时之内，完成了精确到每个物种的活细胞计数、活力定量和活力异质性测量。同时，针对乳酸杆菌、双歧杆菌或链球菌等各种益生菌，均能产出高质量的单细胞基因组(覆盖度可高达99.4%)，从而完成精准溯源。 　　对比目前的益生菌产品质检方法，SCIVVS具有快速、准确、全面、低成本、易于自动化等优势，较传统方法快20倍以上，而成本仅为传统方法的1/10，且能免培养、高精度、自动化、一站式地完成产品中每个物种的活细胞计数、活力定量、活力异质性测量和溯源，有望形成新的技术标准。在此基础上，该合作团队将基于“益生菌单细胞技术联盟(A-STEP)”，联合益生菌产业领军企业，建立一个“标准化”、“一站式”、“公益性”的技术服务体系，为实现从生产端到消费端的益生菌产品质量规范化，提供一个原创的、切实可行的解决方案。 　　该工作由单细胞中心徐健、中国食品发酵工业研究院姚粟、青岛东海药业崔云龙等主持完成，得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金和国家重点研发计划青年科学家项目等项目的支持。

上次我们介绍了单颗粒ICP-MS 的原理，可以高分辨的检测到每个小至纳米尺寸的颗粒中的元素类型，颗粒尺寸，并可以统计样品中纳米颗粒的粒径分布。每个纳米颗粒产生一个脉冲峰，所得信号的强度同颗粒尺寸相关，脉冲数与颗粒浓度相关。这种技术基于超快速扫描时间的四级杆质量分析器，目前已经可以达到10μs 的采样时间，1 秒钟就能采集多达100000 个数据点。利用单颗粒ICP-MS的快速采样时间的技术，搭配专用的进样系统，就可以分析每个细胞中的金属含量，称为单细胞ICP-MS。细胞逐个进入等离子体，被电离，内部金属产生的离子云被ICP-MS 检测。在单细胞ICP-MS 分析中，每个细胞被看做是一个单独的个体或粒子，可以产生自己的离子云。准确地定量单个细胞的金属含量，可以更好的理解单个细胞对金属和/或含金属纳米颗粒的吸收和清除机制，含金属药物与细胞相互作用的机制，以及营养物质在细胞群中的分布。传统的测量细胞中金属含量的方法使用名义质量浓度，即假设金属在细胞间的分布是相等的，从而忽略了在单细胞水平上金属分布和变化的重要信息。使用单细胞ICP-MS，我们可以获得以下信息每个细胞的金属含量细胞群的金属含量分布含有金属或纳米颗粒的细胞浓度每个细胞的纳米颗粒数量将纳米颗粒设计为同时携带药物和成像探针的模式，以便同时检测和治疗癌症。还可将其设计为专门针对机体病变组织和细胞的模式。纳米颗粒相对传统小分子药物，具备以下优势（i）延长体内循环时间；（ii）减少非特异性细胞摄取、意外偏离目标和副作用；以及（iii）通过特定癌细胞靶向部分来提高细胞相互作用。很多基于纳米粒子的癌症疗法已获准在临床上使用和/ 或目前正在开发中。金纳米颗粒AuNP制备柠檬酸盐稳定剂的50 nmAuNP，并聚乙二醇化。癌细胞人类T24 膀胱癌细胞。在组织培养处理过的培养皿上采用McCoy 5A 培养基（补充10% FBS），将细胞培养为单层细胞。摄入实验以每孔一百万个细胞的密度接种T24 癌细胞，并在37 ℃（5% CO2）的温度下培养24 小时，以确保细胞粘附在培养皿表面。然后，在浓度为0.4nM AuNP 的McCoy 5A 培养基（补充10% FBS）中，让细胞和50 nm聚乙二醇化的AuNP 接触4 小时。形成最终浓度为100,000 个细胞/mL 的单细胞悬浮液。结论结果表明，每个细胞吸收的AuNP 分布并不均匀，特定细胞群内的某些细胞比其他细胞明显摄取更多AuNP。SC-ICP-MS 是一个强大的分析工具，可在单个细胞水平上量化元素浓度和纳米粒子的分布。这项技术在单细胞基础上，具有提供的纳米粒子-细胞相互作用差异新见解的潜力。扫描二维码，即可下载珀金埃尔默使用单细胞ICP-MS 法定量癌症细胞对金纳米粒子的摄取率应用报告。

p 　　2017年3月18日，江苏卓微生物科技有限公司发布了融合微流控流式技术和库尔特检测原理的新型细胞计数系列产品。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/8b34950a-0132-4cfd-9c67-dc7edc187c04.jpg" title=" 11_副本.jpg" / /p p 　　本次新品发布会共推出了两款计数仪，分别是流式库尔特计数仪Ⅱ(JIMBIO CL)和流式图像计数仪(JIMBIO FIL)，两款仪器均基于微流控技术的流式原理，集成了无芯片耗材，自动清洗及一步加样等优点，被业界广泛关注。 /p p 　　流式库尔特计数仪Ⅱ(JIMBIO CL)的计数原理是流式库尔特原理，对样本通过鞘液进行聚焦，然后快速流过检测区域，针对样本所包括的所有颗粒物进行检测，检测时间为30秒。而流式图像计数仪(JIMBIO FIL)的计数原理是结合了流式库尔特原理和图像法，在实现同样的流式库尔特计数同时，提供了图像检测功能，对基于台盼蓝染色的细胞进行死活判定。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/f144871b-7457-4111-abb1-6996671c561d.jpg" title=" 22_副本.jpg" / /p p 　　这两款产品均采用了微流控技术，近几年兴起的微流控技术大量应用于生物及化学检测应用，为生命科学，医学，药物开发等应用领域提供了高集成度、自动化低成本的技术平台，卓微生物在微流控技术应用于细胞及其他生物颗粒物检测方面提供了JimBio CC，Jimbio CL，Jimbio Fil等系列产品。其中，JIMBIO CC计数芯片是国内目前唯一实现了微流控芯片大规模生产的库尔特原理检测芯片。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/3b934d47-244e-4478-80d4-585f360fc02c.jpg" title=" 33_副本.jpg" / /p p 　　 strong 活动详情： /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/b32e6f80-fb1e-4cbd-a488-33a5fdb4f274.jpg" title=" 44_副本.jpg" / /p p 　　 strong 产品特色： /strong /p p span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 工作原理： /span CL采用流式库尔特原理，库尔特粒径分辨率0.5μm，阻抗技术更精确 FIL结合了流式库尔特原理和图像法，库尔特0.5μm高粒径分辨率结合图像染色法，实现精准计数与活率判断。 /p p span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 低成本： /span 免除任何一次性芯片耗材，极大降低使用成本。 /p p span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 易操作： /span 用户无需稀释，仅需一步加样，系统快速出检测结果并完成自动清洗。 /p p span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 多功能： /span 内置粒径选区、细胞图片浏览、算法稀释，检测数据可由usb接口导出 /p p span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 芯片软件可定制： /span 针对不同检测需求，灵活配置不同规格芯片及相关分析软件。 /p p style=" text-align: center " （最终解释权归江苏卓微生物科技有限公司所有） /p p br/ /p

作为液体活检的重要标志物之一,循环肿瘤细胞(CTCs)在外周血中的含量可以用来辅助判断患者的癌症病发状况。除此以外,CTCs对于肿瘤细胞转移行为等基础研究也具有非常重要的意义。然而人体血液中的CTCs含量极其稀少,通常仅有0~10个/mL,与之相对,红细胞、白细胞和血小板的含量则分别达到5×109 个/mL、4×106 个/mL和3×108 个/mL,而且肿瘤细胞在转移过程中可以通过上皮-间质转化(EMT)和间质-上皮转化(MET)来不断地改变自身的特征。正是由于其稀缺性和异质性,以及血液中复杂基质的干扰,CTCs的精准检测成为巨大的难题。 由于常规的光学分析手段在检出限和灵敏度上均难以达到直接检测的要求,因此通常在进行外周血中CTCs的检测之前,要通过一些样品前处理方法来实现其分离和富集。常采用的样品前处理方法可以分为物理法和化学法,物理法主要根据细胞在物理特征上的差异来进行分离,例如膜过滤分离和密度梯度离心,就是分别依据细胞的大小和密度来完成筛选。化学法则主要依靠生物大分子的特异性识别作用,例如抗原抗体相互作用,核酸适配体与靶标的选择性结合。　　上述样品前处理方法虽然能够在不同程度上实现CTCs的分离富集,但也存在着一定的缺陷。由于这些方法都是非连续性的,在吸附、洗脱和转移的过程中难免会造成细胞的丢失,加之CTCs本身的稀缺性,很容易导致假阴性结果的产生。利用微流控芯片功能集成的特点则可以很好地解决这一问题,CTCs的捕获、释放、计数及检测等操作均可在芯片上完成,连续的自动化处理可以有效减少人为误差的干扰。此外,微流控芯片所需要的进样量非常小,可以大大减少珍贵样品和试剂的消耗,降低检测成本。并且在微尺度下表面力的作用会明显放大,可以有效提高物质混合和反应的效率,实现快速高效的分离分析。因此,近年来多项研究尝试利用微流控芯片平台开展CTCs分离检测工作,取得了良好的效果。本文对微流控芯片技术用于CTCs分离检测的相关研究进展进行了综述,将采用的分离方法主要分为物理筛选和生物亲和两大类,同时囊括正向富集和反向富集两种策略。此外,对于近期发展的芯片原位检测CTCs新方法也进行了介绍。　　1、CTCs分离芯片研究进展　　作为商品化较为成功的CTCs分离检测系统,强生公司的CellSearch产品采用的是基于上皮细胞黏附分子(EpCAM)抗体特异性识别肿瘤细胞的方法,类似的方法在CTCs分离芯片中也被广泛使用,可以视作利用生物亲和作用进行CTCs分离富集的代表。　　另一方面,依据细胞在物理性质方面的差异,无须生物标志物的条件下即可实现CTCs的筛选,其中有无外力介入的被动分离方法,例如利用微尺度下流体力学中的惯性效应和黏弹性效应来进行筛分。　　也有外加物理场的主动分离方法,诸如介电泳、表面声波和光镊技术等。除了直接对CTCs进行特异性识别实现正向富集外,也可以通过选择性结合诸如白细胞等干扰,再将其排除,从而达到反向富集的效果。　　2、、芯片原位CTCs检测　　对于CTCs的检测,通常采取先进行细胞染色,再用荧光显微镜观察的方法,但该方法在灵敏度上有待提高,且重现性较差,需要手动操作和人工计数。　　此外,以荧光光谱为代表,一些常见的光谱检测手段也被广泛应用在芯片上CTCs的检测中。　　除了光学分析方法外,研究人员通过使用传感元件实现了CTCs芯片检测结果的数字化直读或可视化分析。　　3、总结与展望　　本文对CTCs分离微流控芯片的技术原理、分离策略和研究进展进行了综述。其技术原理主要分为物理筛选和生物亲和两大类,分离策略分为正向富集和反向富集两个方向。同时,介绍了CTCs芯片原位检测的主要技术方法和优化策略。随着微流控芯片技术的快速发展,其微尺度流体操控、微结构加工和集成传感检测能力得到极大提升,进一步推动了CTCs分离微流控芯片技术的发展。多项研究显示,以微流控芯片为平台来分离检测外周血中的CTCs,可以充分发挥芯片本身微量、高效、易于自动化和集成化的优势,最终实现对临床血液中CTCs的快速精准分析,在肿瘤早期诊断、复发与转移监测以及抗肿瘤药物评价等多个领域具有重要的应用空间。　　现阶段,CTCs芯片在筛选精度和筛选效率方面仍存在较大的提升空间。针对这一挑战,由于精准与高效二者难以兼得,未来的芯片设计应该更专注于单个目标的实现。一方面,针对基础研究,应当注重于提高CTCs筛选的细胞纯度及细胞活性。可以先利用惯性效应对血液进行粗分离,筛分出尺寸较大的白细胞和CTCs。再采用液滴分选的方法,通过免疫磁性分离实现CTCs的精确筛选。液滴分选技术能够达到单细胞分析的精度,利用液滴分选进行肿瘤细胞筛选也已有文献报道。另一方面,针对临床检测领域,研究重点则在于实现临床样本的高通量分析。可以采用电分析方法,依据不同种类细胞的比膜电容和细胞质电导率差异来设置恰当的阈值,对流经检测窗口的CTCs实现快速分析。此外,微流控芯片技术属于多学科交叉领域,CTCs芯片的发展同时也受益于微机电系统(MEMS)、材料学、流体力学和生物医学等研究领域的技术突破。随着相关领域研究技术的发展,CTCs芯片未来有望成为肿瘤基础研究和癌症早期临床诊断的重要平台。

成果名称 低压直流细胞电穿孔微流芯片系统 单位名称 北京大学 联系人 马靖 联系邮箱 mj@labpku.com 成果成熟度 □研发阶段 &radic 原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 成果简介： 电穿孔（电转染）是一种利用外加电场击穿细胞膜，使平时不能穿透细胞膜的大分子(核酸、蛋白质、药物等)进入细胞的技术。电穿孔技术已在细胞实验、基因治疗等领域广泛应用。但目前的技术均需要金属电极，金属电极产生的金属离子渗出、气泡等对细胞有不利影响，降低了转染效率。此外，高压脉冲电源的使用使得目前此类仪器操作复杂、价格居高不下。这些都大大限制了电穿孔技术的广泛应用。针对上述问题，北京大学工学院熊春阳课题组采用微流芯片技术，实现一种不需要微电极，仅利用简单低压直流电源即可实现的细胞电穿孔技术。这一技术将大大降低仪器制造成本，简化操作流程，并可以进一步发展为高通量、高效率的细胞电转染系统。 2009年，熊春阳副教授申请的&ldquo 低压直流细胞电穿孔微流芯片系统&rdquo 项目得到了第二期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持。课题组利用微流体中因尺度效应而产生的层流，用高电导率的液体来代替电极，将细胞悬浮液通过流动聚焦技术夹在高电导率溶液之间，形成三个平行流动的稳定流层。通过将电极与两侧的高电导率溶液相连，再与直流电源相连，电压会大部分施加在中间电阻较大的细胞流层。由于微流尺度较小，即使很低的电压都可产生较大的场强，从而可以实现细胞电穿孔。 这项工作在基金的支持下得以顺利的推进，通过相关设备的购置和实验测试，课题组完成了微流控芯片的设计和加工、液体导电层的引入、不同类型细胞电转染参数的优化等工作。该项目目前已经顺利结题，相关成果已经申请中国专利，正在申请国际专利。 应用前景：该项目实现一种不需要微电极，仅利用简单低压直流电源即可实现的细胞电穿孔技术。这一技术将大大降低仪器制造成本，简化操作流程，并可以进一步发展为高通量、高效率的细胞电转染系统。由于课题组具有完全的自主知识产权，这一工作可以打破目前国外同类仪器建立的技术壁垒，具备较强的市场推广前景。

细胞操纵是生化研究的基础，它需要用户友好，多功能和精确的工具。基于流动限域原理，开放式微流控技术可以精准控制液体在微尺度开放空间中的运动。不同于传统的封闭式微流控体系，开放式微流控系统中的任意位置都可以被外部装置所触及，因此人们可以对该体系内任意目标位置的细胞样品选择性地进行高时空精度的刺激、取样、原位分析等操作。得益于该系统独特的优势，图案化细胞培养、3D 组织建模、原位在线细胞因子分析、单细胞局部化学刺激、原位单细胞采样、亚细胞修饰等多种操作可轻易实现。在本文中，作者总结了开放式微流控设计的两个基本思想，解释了主流开放微流控方法的原理，介绍了它们最近的重要应用，并讨论了开放微流体的挑战和发展趋势。两个基本设计思想是开放式微流控网络和探针。微流体网络可以通过移除封闭通道的固体壁得到，它可以被用来操控流体在 X-Y 方向的流动，适用于大规模、长时间、多功能的细胞培养和刺激操作，典型的方法有槽状通道、悬浮微流控、“free style”微流控等。微流控探针可以被认为是将封闭通道折断，然后将通道折起来，使其断口对准细胞进行操作：它通常是在竖直（Z）方向上操控流体流动，适用于高时空分辨率的细胞操作，典型的装置有微纳玻璃管、流体力显微镜、推拉式探针及多出口微流控探针等。微流控网络和探针相互配合可以很好地满足多种多样的细胞研究需求，尤其是在单细胞乃至亚细胞水平。该成果以题为" Emerging open microfluidics for cell manipulation "发表在英国皇家化学会期刊Chemical Society Review 上，该文章被选为封面文章(front cover)。该工作第一作者为清华大学化学系博士研究生张强，通讯作者为清华大学化学系林金明教授和北京工商大学生物工程系林玲教授。本研究工作得到国家自然科学基金资助（22034005, 21727814, 21804026, 21621003）。论文信息• Emerging open microfluidics for cell manipulationQiang Zhang, Shuo Feng, Ling Lin,*(林玲，北京工商大学) Sifeng Mao and Jin-Ming Lin*(林金明，清华大学)Chem. Soc. Rev., 2021, 50, 5333–5348http://doi.org/10.1039/D0CS01516D第一作者• 张强本科毕业于清华大学化学系，现于清华大学化学系林金明教授课题组攻读博士学位，主要从事用于单细胞研究的开放式微流控探针方法开发工作。通讯作者林金学 教授，博导清华大学化学系1984 年福州大学本科毕业，1992-2002 年在日本留学和工作，1997 年 3 月获得日本东京都立大学工学博士学位，同年留校任教。2000 年入选中国科学院“百人计划”，受聘中国科学院生态环境研究中心研究员，博士生导师。2001 年获得国家杰出青年科学基金，2004 年入选清华大学“百人引进”，2008 年受聘教育部长江学者特聘教授，2014年入选英国皇家化学会会士。目前主要从事微流控细胞分析、空气负离子制备与应用、化学发光免疫分析的研究。在 Angew. Chem.、Adv. Sci.、Chem. Sci.、Anal. Chem.、J. Chromatogr. A 等期刊发表研究论文 400 余篇，授权专利 30 项，并在专利基础上研制成功多款仪器设备，得到普及推广。目前兼任中国化学会监事会监事、分析化学专业委员会副主任、质谱分析专业委员会副主任，中国药学会药物分析专业委员会副主任委员，中国分析测试协会常务理事等多种学术委员会委员。Trends in Analytical Chemistry 责任编辑，Journal of Advanced Research、Luminescence、J. Pharm. Anal.、Chinese Chemical Letters 、《质谱学报》和《分析试验室》等期刊副主编。《分析化学》、《药物分析杂志》、 Sci. Rep.、Talanta、Anal. Chim. Acta、Science China Chemistry 等多种国内外期刊编委。林玲 教授北京工商大学生物工程系2016 年 3 月获得东京大学博士学位，同年留校从事博士后研究，从事纳米/微流体活体单细胞分析。2016 年底加入国家纳米科学和技术中心担任助理研究员，2020 年晋升为副研究员，2021 年受聘北京工商大学教授。目前兼任中国药理学会分析药理学专业委员会青年委员，《生命科学仪器》编委、Journal of Analysis and Testing 青年编委。主要研究方向为 3D 细胞微球培养和细胞药物代谢分析方法研究，系统地研究了细胞在不同微环境条件下，药物分子对特定细胞的作用机制，为新药的开发提供理论依据。在 Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Sci., Anal. Chem., Small, Biosens Bioelectron, Chem. Comm. 等国际刊物上发表论文 32 篇，参编书籍 2 章。（文源RSC英国皇家化学会）探索细胞分析技术的奥秘细胞是生命组成结构的基本单位，同时细胞研究是生命科学的根基。近年来，单细胞分析逐渐成为一个热门的研究领域，其揭示在形态、功能、组成和遗传性能上看似相同的细胞的异质性。得益于微流控技术的发展，单细胞分析在各个领域中得到了空前的进步和发展。单细胞分析技术的进步极大了推进了单细胞生物学，为生命科学研究开辟了新的研究领域。然而，如何精准研究单个细胞，特别是细胞与基底间的关系，是当前单细胞研究面临的重大挑战。为更好地了解中国科学仪器市场的实际情况和仪器应用现状，仪器信息网特别策划了“走进宝藏实验室”系列活动，以生动细腻的文字记录各行各业科技工作者的工作内容，以极具风格的拍摄手法呈现科学仪器行业实验室的多样性，领略国内顶尖实验室的独特魅力！仪器信息网特别策划了“走进宝藏实验室”系列活动，第二期我们就走进清华大学化学系林金明教授实验室，近距离接触国内顶级学府科研实验室的风采。林金明教授为广大网友介绍了课题组实验室的背景情况、主要仪器设备和其在实验室相关测试、研究业务中发挥的重要作用。此外，我们也随机对林金明教授研究组三位同学进行了快问快答对话，听听他们的研究方向，以及揭秘他们在繁忙科研工作中缓解压力的小窍门… … 快来点击查看！

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你可能经常能够在耳边听到别说干细胞，干细胞是一个什么样的概率，是个什么东西你真的了解吗？今天小编就带你来深入了解我们常说的：干细胞！什么是干细胞？干细胞是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞、能够产生至少一种类型的、高度分化的子代细胞，干细胞(stem cell，SC)的“干"，译自英文“stem”，意为“茎干”，“干”和"起源”。干细胞群的功能即为控制和维持细胞的再生。 一般来说，在干细胞和其终末分化的子代细胞之间存在着被称为“定向祖细胞”的中间祖细胞群，它们具有有限的扩增能力和限制性分化潜能。这些细胞群的功能是增加干细胞每次分裂后产生的分化细胞的数量。干细胞是具有多向分化潜能、自我更新能力的细胞，是处于细胞系起源顶端的最原始细胞，在体内能够分化产生某种特定组织类型的细胞。干细胞与衰老的关系构成人体的200余种细胞中，大部分为终末分化细胞，高度分化使其失去了再分裂的能力，最终会衰老、死亡；但同时机体也保留了一部分未分化的原始细胞，即干细胞。这些细胞在特定条件下或者产生新的干细胞，或者按一定的程序分化形成新的功能细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡，当衰退的进程大于再生长的能力时表现为衰老；如果细胞再生能力更强，那么组织衰老的进程将被延缓甚至阻断。 干细胞的功能、特点使得其在创伤修复、神经再生和抗衰老等临床医学领域具有广阔应用前景。已有研究证明，干细胞在心血管疾病、代谢病、帕金森氏综合征、肝硬化、白血病等多种疾病的治疗中疗效显著；而干细胞抗衰老更是《Science》杂志评选出的1999年度10大科学进展之一，由此引发的“再生医学”革命不容小觑。可想而知，干细胞抗衰老效应的发挥取决于是否能够动员足够数量的理想的干细胞。 干细胞美容应用延缓衰老、永葆青春，自古以来就是人类不懈追求的目标，美容行业所说的抗衰老是以形体形象为主，祛皱、提拉等项目都属于抗衰项目，延缓肌肤衰老！尚恩控股集团联合国内外医美领域专家，对干细胞美容应用展开深入研究，干细胞美容抗衰老是目前临床上的主要应用，主要通过对自体干细胞进行体外培养、扩增、纯化，再移植到人体指定部位，激活皮肤干细胞的再生和修复，降低细胞老化速率，增强肌肤内部支撑结构，从而达到除皱、祛疤、减肥、丰胸等效果，医佳颜活性因子抗衰便是运用了干细胞再生特性，对面部凹陷进行再生填充，修饰面部脸型，起到紧致提拉祛皱的美容抗衰功能。

肿瘤异质性对癌症预后和治疗反应有显著影响。传统的基因组和转录组分析被广泛用于研究不同的癌症类型，在预测预后和对不同治疗的反应以及为癌症治疗提供靶点方面具有潜在作用。不同癌症类型的单细胞分析表明，肿瘤免疫微环境的详细信息在多种癌症类型之间共享。目前，自从发现检查点抑制剂以来，免疫治疗彻底改变了癌症治疗并引起了越来越多的关注。肿瘤免疫微环境由非细胞成分(血管、细胞外基质、信号分子等)和细胞成分(T细胞、髓细胞、成纤维细胞等)组成。尽管传统的基因组和转录组学分析，也强调免疫相关途径和计算方法，并已应用于预测免疫细胞成分，但技术限制阻碍了时间的精确表征。传统的批量基因组和转录组分析获得的信号均来自不同细胞，掩盖了特定细胞类型和状态的识别。原位杂交和免疫组织化学已被用于探索单个细胞的基因组、转录组和蛋白质组学特征，但其产量相对较低。流式细胞术能够分析数千或数百万个单细胞蛋白质组学图谱；然而，这些方法需要事先选择感兴趣的抗体。随着细胞分离和测序技术的突破，单细胞转录组测序已经能够在单次运行中在单细胞水平上对许多细胞进行无偏好的全基因组分析。单细胞转录组测序已被用于分析单个细胞的转录组学，用于解析细胞间的异质性。肿瘤免疫微环境在诊断、治疗和预测不同类型癌症的预后方面显示出了潜力。与传统方法相比，scRNA-seq可用于识别新的细胞类型和相应的细胞状态，加深了我们对肿瘤免疫微环境的理解。1.介绍了scRNA-seq的原理，并比较了不同的测序方法。2.根据肿瘤免疫微环境中新的细胞类型、持续的过渡状态以及肿瘤免疫微环境成分之间的相互通讯网络找到了癌症的预后预测和治疗的潜在靶点。3.总结出在肿瘤免疫微环境中应用scRNA-seq后发现的由癌症相关成纤维细胞、T细胞、肿瘤相关巨噬细胞和树突状细胞组成的新型细胞簇。4.提出了肿瘤相关巨噬细胞和耗尽的T细胞的发生机制，以及中断这一过程的可能靶点。5.对肿瘤免疫微环境中细胞相互作用的干预治疗进行了总结。几十年来，肿瘤免疫微环境中的细胞成分定量分析已被应用于临床实践，预测患者生存率和治疗反应，并有望在癌症的精确治疗中发挥重要作用。总结目前的研究结果，我们认为单细胞技术的进步和单细胞分析的广泛应用可以导致发现癌症治疗的新观点，并应用于临床。最后，作者提出了肿瘤免疫微环境研究领域的一些未来方向，并认为通过scRNA-seq对这些方向进行辅助。相关会议预告：8.30召开，点击报名scRNA-seq在刻画肿瘤免疫微环境中的应用scRNA-seq技术进展scRNA-seq程序主要包括单细胞的分离和提取、cDNA合成、核酸扩增、测序和数据分析。与传统的批量测序相比，scRNA-seq单个细胞中的RNA量相对较少。因此，需要更有效的扩增方法。研究人员已经成功建立了稳定的单细胞文库构建过程，以产生足够的cDNA用于测序。单细胞分离和捕获是scRNA-seq在不同方法中的基本程序。目前单细胞分离和捕获的常用方法。这些程序分为四大类：激光捕获微切割、油滴包裹技术、流式细胞荧光分选技术和微流控微孔技术。scRNA-seq技术的未来发展可能会降低成本并增加细胞产量，使scRNA-seq成为研究单个细胞转录组的标准工具。肿瘤免疫微环境的细胞成分肿瘤免疫微环境的细胞成分包括淋巴细胞(T和NK细胞)、髓细胞(巨噬细胞和树突状细胞)、成纤维细胞和其他免疫细胞。成纤维细胞传统上被归类为基质细胞，因为它们在构建细胞外基质中发挥着重要作用。在这里，作者将肿瘤免疫微环境的癌相关成纤维细胞包括在内，因为它们分泌丰富的促炎和抗炎因子来重塑免疫微环境。细胞毒性CD8+T细胞识别肿瘤细胞上的特异性抗原并随后消除它们，是免疫微环境最常见和最有效的免疫细胞。CD8+T细胞的细胞毒性功能依赖于CD4+T Th1细胞。其他CD4+T细胞，包括Th2细胞和Th17细胞，也促进肿瘤微环境中的免疫反应。调节性T细胞抑制肿瘤免疫微环境并加剧肿瘤进展。自然杀伤T细胞和自然杀伤细胞也参与其中。它们的受体识别肿瘤细胞，从而激活其他免疫细胞。作为先天免疫的重要组成部分，骨髓细胞，包括肿瘤相关巨噬细胞和树突状细胞，在肿瘤免疫微环境中发挥着重要作用。巨噬细胞通常分为促炎M1和抗炎M2表型。肿瘤相关巨噬细胞主要由M2巨噬细胞组成，通过产生生长因子和细胞因子促进肿瘤生长、肿瘤存活和血管生成。DC对于T细胞的抗原呈递至关重要，连接先天免疫和适应性免疫。癌症相关成纤维细胞在肿瘤免疫微环境中维持增殖和分泌调节因子，可分为炎症性CAF和肌纤维母细胞CAF。炎症性CAF具有较高的细胞因子和趋化因子分泌，而肌纤维母细胞CAF高度表达收缩蛋白，成纤维细胞对免疫微环境起相互抑制作用。研究表明，成纤维细胞募集M2巨噬细胞和调节性T细胞，抑制肿瘤微环境中的免疫反应。肿瘤相关成纤维细胞也被发现在某些情况下会支持抗肿瘤免疫。除了分泌抗体，B细胞还通过产生与T细胞相互作用的细胞因子参与细胞免疫。研究表明，B细胞抑制细胞毒性T细胞并诱导CD4+T细胞分化为调节性T细胞。B细胞也是最近引入的三级淋巴结构的重要组成部分，富含B细胞的三级淋巴结构与各种肿瘤的生存和免疫治疗反应有关。先前的研究强调了细胞成分在时间中的重要作用。然而，免疫细胞的鉴定常基于有限的细胞标记，并借助免疫组织化学。个体免疫细胞的转录组图谱是探索不同免疫细胞及其相应功能所必需的。为了理解细胞进化过程及其决定因素，有必要应用scRNA-seq观察每个细胞的转录动态。利用scRNA-seq探索免疫微环境的新发现聚类和注释对于解释scRNA-seq数据探索至关重要。根据细胞相似性对数据进行划分，挑战在于在不提供先验知识的情况下估计固有的簇数或密度。可能的解决方案是采用分层聚类方法来揭示细胞的分层结构，这也与细胞本体相一致。给定聚类方法产生的数据划分结果，需要细胞类型注释来提供生物学意义。注释的主要挑战是确定每个聚类中存在多少细胞类型，以及是否存在当前未发现的细胞类型。在实践中，研究人员通常首先识别每个聚类的标记基因，然后根据专业知识和文献对其进行注释。scRNA-seq使研究人员能够以更高的分辨率将免疫细胞分类为具有不同功能的亚群，描述了免疫细胞的常规亚型。利用scRNA-seq发现的淋巴细胞(T和NK细胞)、髓细胞(巨噬细胞和树突状细胞)和成纤维细胞的组成(图2)。人和小鼠样本的scRNA-seq表明，成纤维细胞可分为抗原呈递CAFs、癌症相关成纤维细胞或肌成纤维细胞。抗原提呈CAFs独特地表达主要组织相容性复合体(MHC)II类基因，包括激活CD4+T细胞的CD74。在结直肠癌中也观察到类似的抗原提呈CAFs亚群。乳腺癌症基因工程小鼠模型中成纤维细胞的scRNA-seq进一步鉴定了血管CAF、基质CAF、发育CAF和循环CAF。血管CAF、基质CAF和发育CAF似乎起源于固有成纤维细胞和恶性细胞发生上皮-间充质转化时的血管周围位置。循环CAF是血管CAF群体中增殖的部分。在其他小鼠模型中也发现了血管CAF和基质CAF，它们在患者乳腺肿瘤样本中是保守的，并且发现它们会增加乳腺癌症细胞的转移。提高CAF的分辨率为开发精确靶向CAF的药物提供了生物标志物。另一项关于乳腺癌症的scRNA-seq研究将调节性T细胞分为五类：共表达细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4的调节性T细胞、具有Ig和ITIM结构域的T细胞免疫受体，以及相互或仅表达相同基因的GITR和其他调节性T细胞，它们具有不同的功能。不同预后的患者具有不同比例的调节性T细胞簇，为个性化治疗提供了靶点。免疫微环境对T细胞和髓细胞进行了更详细的泛癌研究，发现存在颗粒酶K+T细胞、干扰素刺激基因+T细胞、杀伤细胞免疫球蛋白样受体在记忆性T细胞和NK细胞上表达、转录因子7+CD8+T细胞，ficolin 1+常规DC2、分泌性磷酸蛋白1+TAM，以及肿瘤微环境中的叶酸受体β+TAMs。基于scRNA-seq数据，免疫微环境还发现了新的免疫细胞亚群。葡萄膜黑色素瘤的scRNA-seq鉴定了以前未识别的细胞类型，包括主要表达检查点标记LAG3而不是程序性死亡-1或CTLA-4的CD8+T细胞。同时，在肝细胞癌中发现浸润耗尽的CD8+T细胞和具有高表达layilin的记忆T细胞的克隆富集，这些研究为癌症免疫治疗提供了新的靶点。因为CD8+T细胞是参与消除恶性细胞的主要成分。大肠癌CXC基序趋化因子的scRNA-seq鉴定配体BHLHE40+Th1样细胞与干扰素-γ调节转录因子BHLHE40。在不稳定肿瘤中，这些细胞对免疫检查点阻断有良好的反应，可能会提高免疫疗法的疗效。树突状细胞对于呈递抗原以激活肿瘤免疫微环境中的T细胞是必不可少的。胃癌的scRNA-seq揭示了一个新的树突状细胞簇，表达吲哚胺2,3-双加氧酶1和趋化因子C–C基序趋化因子配体(CCL)22、CCL17、CCL19和白细胞介素-32，它们参与T细胞的募集。胰腺导管腺癌的scRNA-seq还鉴定了除了常规细胞标记物之外还高表达吲哚胺2,3-双加氧酶1的树突状细胞簇。吲哚胺2,3-双加氧酶1对于催化色氨酸消耗和犬尿氨酸产生、抑制T细胞增殖和细胞毒性至关重要，这揭示了树突状细胞和T细胞之间的密切相互作用。此外，通过scRNA-seq鉴定了溶酶体相关膜蛋白3+树突状细胞，并且似乎是经典树突状细胞族的成熟形式。溶酶体相关膜蛋白3+DC可以迁移到淋巴结，并高度表达与T细胞相互作用的配体。这些表达特异性标记物的新型树突状细胞簇的发现为癌症免疫治疗提供了一个新的视角。使用scRNA-seq在肺腺癌中发现了肿瘤相关巨噬细胞的新特征基因，包括髓系细胞触发受体2、CD81、具有胶原结构的巨噬细胞受体和载脂蛋白E。此外，乳腺癌症的scRNA-seq表明，除了M2型基因如CD163、跨膜4域A6A和转化生长因子β1外，血管生成因子纤溶酶原激活剂、尿激酶受体和IL-8也在肿瘤相关巨噬细胞中表达。肿瘤相关巨噬细胞中这些新的基因特征图谱与患者生存相关，并为癌症治疗提供了新的潜在靶点。肿瘤样本scRNA-seq显示，一个肿瘤相关巨噬细胞亚群呈现出SPP1、巨噬细胞清除剂受体MARCO和MHC II类基因的高表达。MARCO和SPP1是巨噬细胞激活中的抗炎和免疫抑制信号，而MHC II类基因与促炎功能有关。其他scRNA-seq研究表明，肿瘤相关巨噬细胞经常同时具有促炎和抗炎特征。这一现象表明，肿瘤微环境中的巨噬细胞活化与传统的M1/M2极化不一致。图2：利用scRNA-seq揭示免疫微环境中的新的免疫亚群单细胞数据揭示免疫细胞进化大多数免疫细胞都处于细胞发育过程中。大量的免疫细胞处于发育轨迹的瞬态状态，而不是分化良好的细胞的离散状态。借助scRNA-seq和深入分析，研究人员可以探索分化细胞的特征、特定细胞类型的转变及其可能的机制。最常用的计算方法是拟时序分析。轨迹描述了细胞的发育过程，其特征是基因表达的级联变化。分支点代表细胞分化的显著差异。各种机器学习计算方法已被用于构建轨迹，包括Monocle3、DTFLOW、DPT、SCORPIUS和TSCAN，这些方法已在单独的综述中进行了评估和比较。由于肿瘤相关巨噬细胞和T细胞代表了免疫微环境中最丰富的免疫细胞类型，这里主要关注这两种细胞类型。scRNA-seq显示，TAMs经常共表达M1基因，包括TNF-α和M2基因，如IL-10，并且肿瘤相关巨噬细胞的分化和状态与其抗肿瘤作用直接相关。拟时序轨迹分析证实，肿瘤相关巨噬细胞在M1和M2表型之间连续转换。转录因子IRF2、IRF7、IRF9、STAT2和IRF8似乎在决定TAMs分化中很重要，并可作为表观遗传学靶点诱导肿瘤相关巨噬细胞的M1极化，从而产生促炎和抗肿瘤的微环境。使用环境刺激和抗原T细胞受体(TCR)刺激测定T细胞表型。不同状态的细胞之间TCR库的重叠，即TCR共享，也可用于研究T细胞的进化。结合scRNA-seq和TCR追踪在结直肠癌中发现20个具有不同功能的T细胞亚群。在黑色素瘤肿瘤的耗竭T细胞中发现了28个基因的耗竭特征，包括TIGIT、TNFRSF9/4-1BB和CD27，并且在大多数肿瘤的高耗竭细胞中也被发现上调。另一项关于T细胞的研究进一步鉴定了CD8+T细胞中的其他耗竭标记物，如LAYN、普列可底物蛋白同源物样结构域家族A成员1和突触体相关蛋白47。拟时序轨迹分析表明，T细胞在时间上处于连续激活和终末分化(衰竭)状态(图3)。已经进行了额外的研究来研究耗尽的T细胞的进化和逆转T细胞耗尽的潜在靶点。scRNA-seq与TCR分析相结合表明，功能失调的衰竭T细胞和细胞毒性T细胞可能在时间上与发育有关。因此，研究集中在CD8+T细胞从效应细胞到衰竭T细胞的过渡过程。scRNA-seq鉴定出两个CD8+T细胞簇为非小细胞肺癌中预先耗尽的T细胞。在肺腺癌中，预先耗尽与耗尽的T细胞比率与更好的预后相关。因此，在耗尽前中断预先耗尽的T细胞可能对癌症免疫治疗至关重要。由于免疫细胞和恶性细胞之间的密切相互作用，恶性细胞的进化在免疫细胞进化中也起着至关重要的作用。拟时序轨迹分析表明，转移性肺腺癌的轨迹分支不同于向纤毛细胞和肺泡型细胞的正常分化。受恶性细胞进化的影响，正常的骨髓细胞群体被单核细胞衍生的巨噬细胞和新型树突状细胞取代。T细胞也被发现会衰竭，从而构建免疫抑制的肿瘤微环境。同样，另一项研究表明甲状腺癌症细胞来源于乳头状甲状腺癌症细胞亚簇，其中构建了不同的肿瘤免疫微环境，导致预后显著恶化。图3：肿瘤相关T细胞和巨噬细胞的进化过程免疫微环境中不同细胞间的通讯网络免疫微环境上的细胞通讯与肿瘤进展有关。配体-受体相互作用是一种重要的细胞通讯类型，对于构建免疫微环境和识别潜在的治疗靶点至关重要。scRNA-seq是在细胞基础上进行的，这使得研究未发现的细胞相互作用变得可行。已经开发了许多基于scRNA-seq数据研究配体-受体相互作用的分析工具，包括iTALK、CellTalker和CellPhoneDB。这些工具利用了已知配体-受体对相互作用的数据库。其中，CellTalker利用差异表达的基因，而CellPhoneDB包括配体和受体的亚基结构。其他工具，如NicheNet，也考虑了受体细胞下游通路的变化。在肿瘤进展过程中，恶性细胞导致免疫细胞的募集和功能障碍，从而相互影响肿瘤的发生和恶性细胞的进化，形成恶性循环(图4)。发现TAMs通过表皮生长因子受体-双调节蛋白配体受体对与恶性细胞相互作用。在基底样乳腺癌细胞系中AREG的调节导致抗炎TAMs的招募。同时，基于scRNA-seq，发现了一种EGFR相关的反馈回路可促进胰腺腺鳞癌的进展。来源于TAMs的抑瘤素M也与其在恶性细胞上的受体相互作用，以激活信号转导子和转录激活子3。研究人员通过整合素受体与胶原蛋白、纤维连接蛋白、血小板反应蛋白1配体和富含亮氨酸重复序列的G蛋白偶联受体4-R-反应蛋白3的相互作用，发现CAF与胃癌细胞之间的通信，这些配体调节干细胞。此外，胰腺导管腺癌的scRNA-seq揭示了TIGIT与T细胞和NK细胞中的甲型肝炎病毒细胞受体2之间的相互作用，以及它们在恶性细胞中的相应配体PVR和LGALS9，导致免疫细胞功能障碍和胰腺癌症进展。因此，基于单细胞数据探索免疫细胞和恶性细胞之间的细胞相互作用提供了可能治疗靶点，以打破肿瘤进展的恶性循环。除了恶性细胞外，scRNA-seq和随后的分析还预测了免疫细胞之间在时间上的相互作用，这表现出相反的功能(图3)。例如，研究发现TAM降低了CXCL12-C-X-C基序趋化因子受体3和CXCL12-CXCR4的相互作用，增强了鼻咽癌细胞毒性T细胞和Tregs之间的CD86-CTLA-4相互作用，导致肿瘤免疫微环境加重癌症进展。此外，CAFs通过分泌CXCL12募集Tregs，并通过periostin与M2巨噬细胞相关。图4：免疫微环境中的细胞通讯网络基于scRNA-seq的肿瘤免疫微环境的临床应用和潜在靶点几十年来，临床实践中一直采用时间的量化来预测患者的生存率和对治疗的反应。利用免疫组化分析的免疫评分，量化肿瘤中的原位免疫细胞浸润。与传统的免疫评分相比，scRNA-seq在免疫微环境上提供了前所未有的渗透免疫细胞分辨率。已经鉴定出与预后相关的新的免疫细胞簇。例如，在早期复发的肝细胞癌中发现了一种独特的低细胞毒性先天性样CD8+T细胞表型。这些T细胞过表达KLRB1，同时下调共刺激和耗竭相关分子，包括肿瘤坏死因子受体超家族、成员9、CD28、诱导型T细胞共刺激因子、TIGIT、CTLA-4和HAVCR2。这种T细胞簇的浸润与癌症的不良预后相关。此外，基于scRNA-seq的细胞相互作用也被计算在预测模型中。基于细胞间通讯相关基因构建了机器学习模型，以预测肺腺癌的复发。将八个细胞间通讯相关基因和患者的临床信息相结合，获得了0.841的受试者-操作者特征曲线下面积。除了预后预测外，肿瘤免疫微环境中独特的细胞相互作用也与免疫疗法的反应有关。scRNA-seq分析发现，抗PD-1治疗的应答者和非应答者之间存在不同的细胞-细胞通信网络，有可能预测患者对抗PD-1疗法的反应。因此，在scRNA-seq的帮助下，可以更准确地预测患者的预后和对免疫疗法的反应。利用scRNA-seq在精准医学中具有启发性，例如帮助靶向治疗克服耐药性。例如，医生在使用替比法尼治疗的非CR肌肉浸润性膀胱癌症患者治疗前后应用患者衍生异种移植物的scRNA-seq。在治疗后的PDX中发现PD-L1的上调，并降低了免疫细胞的抗肿瘤作用。因此，选择了用PD-L1抑制剂进行额外治疗。随后，患者获得了良好的反应。此外，在单药耐药性肿瘤中，通过scRNA-seq鉴定了新的免疫亚型。用抗集落刺激因子1受体阻断TAMs不能减少胆管癌的肿瘤进展。scRNAs-eq鉴定了表达APOE的粒细胞髓系衍生抑制细胞的补偿富集，其介导T细胞抑制。TAMs和粒细胞性骨髓源性抑制细胞的双重抑制与抗CSF1R和抗淋巴细胞抗原6复合物、基因座G治疗联合增强了小鼠的免疫检查点阻断效果小鼠模型，这在临床实践中很有前景。除了治疗耐药肿瘤外，scRNA-seq在免疫微环境上的应用也突出了需要进一步研究的潜在新靶点。T细胞是免疫微环境中去除恶性细胞最重要的免疫细胞。然而，在不同的肿瘤中，耗尽的CD8+T细胞会导致不利的预后。除了众所周知的免疫抑制检查点外，scRNA-seq还鉴定了高表达内皮前体蛋白、酪氨酸酶相关蛋白1和内皮素受体B型的耗尽CD8+T细胞，这些细胞可以作为新的潜在靶点。髓细胞是免疫微环境招募免疫细胞所必需的。通过scRNA-seq鉴定TREM2/APOE/补体组分1，q亚组分阳性巨噬细胞浸润为透明细胞肾癌复发的预后生物标志物。另一项研究证实，小鼠中靶向TREM2的抗体与缺乏MRC1+和CX3CR1+巨噬细胞以及表达免疫刺激分子的髓系簇的扩增有关，这促进了T细胞反应并导致更好的预后。细胞相互作用也可以用作治疗靶点。肝内胆管癌的scRNA-seq揭示了血管CAFs与肝内胆管细胞之间的串扰。血管CAFs分泌的IL-6诱导Cajal间质细胞细胞的表观遗传学改变，从而增强恶性肿瘤。因此，IL-6信号在Cajal间质细胞的中断变得非常有趣。表1总结了scRNA-seq显示的癌症治疗的潜在靶点。表1：scRNA-seq显示的癌症治疗的潜在靶点总结scRNA-seq可以绘制全面的肿瘤免疫微环境细胞图谱，为各种肿瘤的临床应用提供了新的视角。此外，免疫微环境的细胞成分和通讯为癌症治疗提供了潜在靶点，并有助于精确医学的发展。技术的进步和单细胞分析的广泛应用可以发现癌症治疗的新观点，助力临床研究。作为突破性的新技术，单细胞分析技术有望逐渐取代传统的整体样本二代测序。单细胞分析技术在临床和药物开发方面的应用前景更为广阔，可以代替或补充分子、细胞和组织病理检测的现有技术，也可以用于新兴的细胞治疗。

光域生物医学完成数千万天使轮融资——自主知识产权的在体流式细胞检测技术（点击查看此前报道）光域生物医学宣布已经完成天使轮融资，由专业医疗投资机构苇渡创投独家投资。本轮融资资金主要用于研发投入和临床技术创新。公开资料显示，光域生物医学科技（苏州）有限公司成立于2022年4月，其核心技术是国际首创并具有自主知识产权的在体流式细胞检测技术，基于该技术可实现免抽血、实时、动态、连续、无创、定量检测/监测人体或动物循环系统中的细胞、分子、纳米颗粒等目标物质，获取多维度的科研或临床数据，直接反映人或实验动物体内环境真实的分子、生理、代谢、药物等方面的参数和状态，区别于传统离体检测方式。光域生物医学即将上市发布的IVFC-1000系列科研仪器将成为国际上首台基于IVFC技术的商用仪器，开创一项全新的活体细胞学检测方法，并具有完全自主知识产权。魏勋斌教授开发“体内流式细胞术”(IVFC)癌症是人类生命的巨大威胁，癌症转移是癌症患者死亡的主要原因。循环肿瘤细胞(ctc)是肿瘤转移的临床生物标志物之一。目前检测血液样本中ctc的体外方法都是基于ctc在外周血中的分布不随时间发生显著变化的假设 然而，最近的研究对这种方法的正确性提出了挑战。由于连续抽取患者或实验动物的血液，研究CTC计数的每日振荡是不现实的，理想的方法是在体内长时间监测CTC。在发表于《光科学与应用》(Light Science & Application)杂志上的一篇新论文中，以上海交通大学医学- x研究所和生物医学工程学院、北京大学生物医学工程系魏勋斌教授为首的一组科学家，和同事开发了一种非侵入性光学方法来监测异种移植瘤模型中的ctc。他们开发的光学系统被命名为“体内流式细胞术”(IVFC)，这与传统的“体外”流式细胞术不同，后者只能在体外检测荧光标记的细胞。在IVFC中，调整激光聚焦于实验小鼠耳的微动脉。当荧光标记的CTC通过光片时，荧光被激发并被光电倍增管(PMT)检测。为了说明这种光学结构的意义，血液循环中的ctc可以无创、反复、连续检测。“我们的IVFC技术不同于目前用于CTC检测的实验室或临床方法。操作系统不需要抽血。由于反复采血不会破坏生物环境，因此我们可以长期定期、无创地监测ctc。”他们说。通过这项技术，他们在前列腺癌原位小鼠模型中监测了24小时内不同癌症进展阶段的gfp表达ctc。在CTC计数方面，他们观察到，在夜间开始时，也就是啮齿动物的活跃阶段，每天都有惊人的振荡。在第6天、第12天、第18天和第24天用IVFC实时检测ctc，结果显示在转移性循环早期出现了明显的爆发活性。结果表明，前期爆发的概率高于后期。“这些发现可能会扩展我们对ctc和时间框架之间关系的理解。ctc并非全天均匀分布于血液中。他们在白天和晚上是不同的。提示昼夜节律可能调节CTC释放。临床检测ctc时应考虑到这一因素。”“ctc似乎比人们预期的更复杂。本研究为我们提供了一个影响临床CTC检测的潜在因素。了解CTC是否昼夜变化和爆发，从而加深对其分布规律的认识，是非常重要的。IVFC技术不需要在不同的时间点采血，重复的采血过程可能会改变生物环境。毫无疑问，我们越来越了解ctc和癌症转移。ctc的检测比以往任何时候都更加精确。”生物学家和临床医生说。用血管代替流动室，IVFC和FCM相似在使用这种类型的IVFC检测CTC之前，需要对感兴趣的细胞进行标记。 基于荧光的IVFC的基本原理与传统的FCM相似，只是使用生物体内的天然血管代替常规流式细胞仪中的流动室。 当荧光标记的细胞通过聚焦在血管上的激光束的狭缝时，可以激发它发射荧光。 然后可以通过PMT检测该信号（结构详见下图）。 因此，可以长时间获得生物信息而无需抽血。参考文献Wei Xunbin,Zhou Jian,Zhu Xi et al. A Noninvasive and Real-Time Method for Circulating Tumor Cell Detection by In Vivo Flow Cytometry.[J] .Methods Mol. Biol., 2017, 1634: 247-262DOI:10.1038/s41377-021-00542-5文献作者：魏勋斌，博士，博士生导师，博雅特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者，SPIE（国际光学工程组织）Fellow（会士）。1993 年于中国科技大学物理系光电子技术专业获学士，1999 年获美国加州大学 Irvine 分校生物物理学博士，1999-2001 年在哈佛大学从事博士后研究。2001-2006 年任哈佛大学生物医学光学中心研究助理教授。2006 年回国，国内工作期间获得国家杰出青年科学基金、教育部新世纪优秀人才、科技部 973 国家重大基础研究计划、国家传染病重大专项、国家自然科学基金仪器专项、上海市领军人才、上海市优秀学科带头人、上海市曙光学者、上海市浦江人才计划等项目资助。共发表 NATURE、PNAS、NATURECOMMUNICATIONS 等 100 余篇，总影响因子400，他引 3600 余次。获得国家三类医疗注册证一项，国内外专利20 余项。1）可用于肿瘤光学早期检测的“在体流式图像细胞仪”； 2）在体肿瘤光学分子影像技术及近红外纳米光学探针技术； 3）活体光学细胞操纵技术研究； 4）激光医学与老年痴呆症的光治疗技术。

p 　　华中科技大学科研团队揭示了肿瘤微环境中肿瘤细胞与免疫细胞相互调节机制。《临床研究杂志》近日在线发表了该成果。 /p p 　　近年来，随着肿瘤免疫治疗，特别是Car-T细胞免疫治疗技术和免疫节点治疗在临床上的成功，深入研究肿瘤微环境对免疫细胞功能的调节机制具有重要的基础研究意义。 /p p 　　华中科技大学基础医学院免疫学系杨想平团队的研究发现，在小鼠模型中，皮下移植的肿瘤细胞在小鼠中生长更快，尾静脉注射的肺腺癌肿瘤细胞向肺转移结节在小鼠中明显增多，血管增多，巨噬细胞向促肿瘤表型极化增强。 /p p 　　杨想平团队和病理系王国平团队合作发现，在人的临床肺腺癌患者组织中，肿瘤细胞能通过其代谢产物调控巨噬细胞囊泡水解酶表达，从而使肿瘤相关巨噬细胞在肿瘤微环境中编程重组为促进肿瘤生长的免疫细胞。 /p p 　　该研究还发现囊泡水解酶表达高低可作为肺腺癌重要的预后标志，因此具有重要的临床意义。 /p p /p

第二届微/纳流控细胞分析学术报告会于2019年9月25-26日在北京西郊宾馆隆重举办。会议旨在为从事相关领域基础、应用和开发研究的专家学者、科研人员、博士后、研究生等提供广泛多学科交叉学术交流平台，展示微/纳流控细胞分析领域的最新科研成果。本次会议吸引了186位从事微流控分析及相关研究方向的科研工作者、青年学生及企业研发人员参会交流，共有20位专家做了主题报告。岛津公司携最新应用信息亮相了此次盛会。会议由清华大学林金明教授主持。 大会现场传真清华大学林金明教授主持会议 开幕式上，清华大学梁琼麟教授，赵玉芬院士为大会送上了诚挚的祝福并预祝大会圆满成功。清华大学梁琼麟教授为开幕式致辞清华大学赵玉芬院士为开幕式致辞 开幕式后，进入了大会报告环节。来自东京大学的Takehiko Kitamori教授做了题为“Micro and Nano fluidic for Bio- and Analytical Technologies”的报告。Takehiko Kitamori教授介绍了微纳流控的生物和分析技术，包括有单细胞分析方法、设计微流控的操作单元及单细胞蛋白分析。随后，Takehiko Kitamori教授阐释了单细胞ELISA（酶联免疫吸附测定）方法的原理及可重复利用的fL-ELISA反应室的实验比对结果。东京大学的Takehiko Kitamori教授做了题为“Micro and Nano fluidic for Bio- and Analytical Technologies”的报告 华中科技大学的刘笔锋教授做了题为“Single cell cellomics with microfluidic chip”的报告。刘笔锋教授介绍了单细胞的化学刺激、对微流控芯片的详细研究和动态流式细胞仪的应用。华中科技大学的刘笔锋教授做了题为“Single cell cellomics with microfluidic chip”的报告 庆熙大学的Seong Ho Kang教授做了题为“Fluorescent-free 3D Super-resolution Microscopy based on Wavelength-dependent Plasmonic Scattering Illumination”的报告。Seong Ho Kang教授介绍了基于波长相关等离子体散射光的无荧光三维超分辨显微镜。庆熙大学的Seong Ho Kang教授做了题为“Fluorescent-free 3D Super-resolution Microscopy based on Wavelength-dependent Plasmonic Scattering Illumination”的报告 清华大学的林金明教授做了题为“Chemical operations on a living single cell by open microfluidics”的报告。林金明教授介绍了开放式微流控探针的制作流程，通过单细胞的局部预处理和分析，从而进行深入研究，对多种细胞部分染色。清华大学的林金明教授做了题为“Chemical operations on a living single cell by open microfluidics”的报告 岛津公司事业战略室端裕树本部长做了题为“Introduction of Cell Microchip Mass Spectrometer (CM-MS) instrument and applications”的应用报告。他在报告中说到岛津和清华大学化学系林金明教授合作研发的微流控芯片质谱联用细胞分析仪 Cellent CM-MS，是以细胞培养实时监测和在线质谱分析为一体的全自动产品。他还介绍了，Cellent CM-MS是通过微流控芯片上细胞的动态培养、显微镜观察和代谢物的自动提取，来完成细胞培养与分析两个过程的自动化。因这款仪器能够更准确地反映生物的真实状态，可为细胞代谢研究、药物代谢研究、疾病机理研究等领域提供强大有效的实验工具。岛津公司事业战略室端裕树本部长做了题为“Introduction of Cell Microchip Mass Spectrometer (CM-MS) instrument and applications”的应用报告 闭幕式上，会议组对优秀墙报展进行了颁奖。岛津公司事业战略室端裕树本部长受邀作为颁奖嘉宾为英国皇家化学会的优秀墙报奖颁奖。岛津公司事业战略室端裕树本部长为英国皇家化学会优秀墙报奖颁奖 为了给到场专家，学者提供更好的交流平台，在大会开幕式当天，岛津公司举办了“岛津之夜”晚宴。岛津公司分析计测市场部曹磊部长为“岛津之夜”晚宴致辞，他说到非常高兴能够借清华大学主办的“第二届微/纳流控细胞分析学术报告会”与广大微纳流控生物医学领域的各位专家欢聚在一起，共同探讨和分享微纳流控芯片技术最新的进展和成果。CELLENT CM-MS以细胞培养实时监测和在线分析为一体的全球唯一一款全自动产品。通过微流控芯片上细胞的动态培养、显微镜观察和代谢物的自动提取，实现了细胞培养与在线分析两个过程的自动化完成。希望这款产品在今后的研究工作中发挥不可或缺的重要作用。最后他预祝了大会圆满成功。清华大学林金明教授为“岛津之夜”晚宴致辞岛津公司分析计测市场部曹磊部长为“岛津之夜”晚宴致辞岛津公司事业战略室端裕树本部长为晚宴致祝酒词

瑞士Cytosurge AG公司的多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT，是将原子力系统、微流控系统、细胞培养系统合为一体的单细胞操作系统，采用不同孔径的微型纳米注射器，可实现单细胞注射（Injection）、活细胞内物质提取（Extraction）、单细胞分离（Isolation）、粘附力测定（Adhesion）、纳米打印(Nano-printing)等多种功能，全程机械臂操纵，将污染风险和人为误差降到低，提高工作效率与实验可重复性，具有高度自动化、操作速度快与操作度高等特点，能够在单细胞水平上为研究者提供大的便利，可应用于单细胞质谱、单细胞力谱、单细胞基因编辑、细胞系构建、药物研发、医疗等领域。北京大学生命科学学院公共仪器中心的多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT，是国内套多功能单细胞显微操作系统，于2020年9月顺利安装于金光楼126室并开始试运行，由公共仪器中心覃思颖老师负责接样测试与维护管理。目前本中心的FluidFM BOT系统已成功应用于单细胞注射与物质提取（小鼠体外培养原代海马神经元、昆虫叶蝉细胞、MDA-MB-231细胞等）、单细胞分离（植物细胞原生质体、U2OS细胞等）与粘附力测定（细菌侵染细胞时细菌的粘附力、血管内皮细胞对不同基底的粘附力等）等多方面科研需求。以下是多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT的多个功能应用与实例介绍。FluidFM BOT结合原子力系统、微流控系统于一体（https://doi.org/10.1021/nl901384x）FluidFM BOT功能应用单细胞注射实例FluidFM BOT可以将多种不同类型的可溶性物质注入细胞核或细胞质中，可量化注射体积（fL别），可实现批量注射（每小时注射超过100个细胞），尤其适用于使用传统方法难转染的细胞，且对细胞几乎没有损伤。CHO细胞的Lucifier Yellow染料注射C57小鼠体外培养原代海马神经元DIV7的Dextran染料注射（北大生科院数据）活细胞内物质提取实例FluidFM BOT系统的活细胞内物质提取功能十分温和，可直接用微型纳米注射器吸取活细胞的细胞质或细胞核中的物质，无需经过化学或生物学手段进行破膜处理，不会产生裂解的细胞碎片，不会对内部细胞器造成任何破坏，可用于电镜成像、酶活检测、核酸表达检测、代谢组学、基因测序等多方面研究。活细胞提取物可结合电镜观察、酶活测定、转录检测等分析手段（http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2016.06.025）HeLa细胞的细胞质物质提取单细胞分离实例FluidFM BOT可进行无损细胞分离，对于悬浮细胞，可将细胞吸取并转移释放即可。对于贴壁细胞，可在探针的样品池中加入消化液如胰酶，对指定位置的细胞进行消化，然后再进行吸取与转移释放。FluidFM BOT实现的单细胞分离存活率很高，结合单细胞注射可实现快速转染细胞并建立单克隆细胞群，对于工程细胞株的建立十分有效。植物原生质体的单细胞分离（北大生科院数据）贴壁细胞CHO的单细胞分离粘附力测定实例FluidFM BOT系统通过负压将细胞吸附在探针针孔处，对细胞的吸附力比蛋白结合更加牢固，能够直接将细胞从基底上分离。这种方法不需要激活细胞的任何信号通路，可以得到接近细胞原生的数据。不同的探针针孔直径（2、4、8um）可适用于不同大小的细胞粘附力测定，我们甚至可使用孔径为300nm的探针进行更小个体的吸附与粘附力测定，目前在本中心的FluidFM BOT系统已成功应用于金黄色葡萄球菌侵染大鼠肠上皮细胞时的细菌粘附力测定（nN别）。不同大小的单细胞粘附力测定（https://doi.org/10.1038/s41598-019-56898-7）纳米打印实例FluidFM BOT系统还是一台纳米打印设备，可以在实验器材上铺设特定的基底膜，如打印亲水或亲脂性物质，从而实现对细胞贴壁的操纵，构建不同的细胞模式，实现对细胞信号转导机制、肿瘤细胞群落迁徙、神经细胞树突或轴突形成的研究。CMD基底打印cRGDfK的细胞贴壁生长Pattern研究（DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b03249）多功能单细胞显微操作系统在高性能单元的监控下，通过全自动的工作站实施操作，可确保实验的平稳、顺利的进行。探针有多种孔径规格可选，也可结合FIB技术进行探针定制，结合不同的探针可实现各式各样的应用，以上仅展现部分应用，更多的新功能有待各位老师与同学结合自己的课题需求进行探索与发掘，欢迎大家联系前来测试样品！

在液体活检的研究中，基于表面上皮标志物（EpCAM和CK）的循环肿瘤细胞（CTC）检测策略应用较为广泛，但存在局限性。研究表明，CTC中的肿瘤相关miRNA与癌症的发生和发展具有高度相关性，具有成为肿瘤表征和鉴定标志物的潜力。目前，高通量地针对单个CTC在活细胞水平开展原位分析，并进一步实现多个miRNA的同步分析，是颇具挑战性的工作。然而，新型的二维纳米材料——金属有机框架（MOF）因结构可控、功能多样的特性，为研究人员提供了活细胞探针载体的新思路。 　　近日，中国科学院深圳先进技术研究院陈艳团队联合清华大学深圳国际研究生院谭英团队、香港理工大学杨莫团队，提出了新型的2D MOF纳米传感器集成的液滴微流控流式细胞仪（Nano-DMFC），可应用于CTC单细胞miRNA的原位多重检测。相关研究成果以2D MOF Nanosensor-Integrated Digital Droplet Microfluidic Flow Cytometry for In Situ Detection of Multiple miRNAs in Single CTC Cells为题，发表在Small上。 　　本研究开发了一种新型的2D MOF纳米传感器集成的液滴微流控流式细胞仪（Nano-DMFC），突破了活细胞中核酸原位分析的技术瓶颈，高通量地实现了样本中单个CTC活细胞miRNA的原位、多重、定量分析。该纳米传感方案以金属有机框架MOF为猝灭剂，双色荧光染料标记DNA探针为供体，首次合成了用于双重miRNAs检测的生物功能化MOF荧光共振能量转移（FRET）纳米探针。该2D MOF纳米传感器修饰了两种乳腺癌靶向多肽序列，以增加肿瘤细胞靶向和内体逃逸能力。集成2D MOF纳米传感器的数字液滴微流控流式细胞仪，可实现单个乳腺癌细胞中双重miRNA标志物（miRNA-21和miRNA-10a）的原位检测。 　　纳米传感器集成的液滴微流控流式细胞仪由三部分组成——单细胞液滴发生器、纳米探针微注射单元和液滴荧光检测单元。Nano-DMFC系统首先产生单细胞液滴，然后2D MOF纳米传感器被精确地微注射到每个单细胞液滴中，在活细胞水平实现单个肿瘤细胞中的双重miRNA表征。在单个肿瘤细胞内存在目标miRNA时，MOF纳米片上的染料标记的ssDNA与其靶标形成杂交双链DNA（dsDNA），dsDNA和MOF之间的相互作用减弱，使dsDNA从MOF表面分离，最终触发荧光的恢复。不同类型的miRNA在单个细胞中产生不同的荧光信号。最后，研究使用光纤集成的液滴流式检测装置，在纳米探针孵育后对液滴中的信号进行检测和分析，从而实现对单细胞中双重miRNA的检测。实验结果表明，Nano-DMFC平台能够以双重miRNA为靶标在仿生样本（含有10,000个阴性上皮细胞）中检测出10个阳性CTC细胞，同时在加标血液样本的回收实验中表现出良好的重复性。该平台验证了以miRNA为标志物的CTC检测新策略。Nano-DMFC系统作为小型化、高度集成、操作简易的活细胞miRNA分析平台，为探究肿瘤细胞异质性和鉴定细胞亚型提供了新思路，并在临床研究中具有癌症早期诊断和术后监测的潜力。 　　研究工作得到国家自然科学基金、广东省粤港联合创新领域项目、深圳市科技创新委员会和香港研究资助局等的支持。 　　论文链接 　　A、同时检测miR-21和miR-10a的MOF-PEG-peps纳米复合材料传感器的制备方案；B、Nano-DMFC系统中的样品处理单元和miRNA检测单元，可实现单细胞液滴包裹、纳米传感器微注射、单个CTC细胞多重miRNA荧光检测。 在液体活检的研究中，基于表面上皮标志物（EpCAM和CK）的循环肿瘤细胞（CTC）检测策略应用较为广泛，但存在局限性。研究表明，CTC中的肿瘤相关miRNA与癌症的发生和发展具有高度相关性，具有成为肿瘤表征和鉴定标志物的潜力。目前，高通量地针对单个CTC在活细胞水平开展原位分析，并进一步实现多个miRNA的同步分析，是颇具挑战性的工作。然而，新型的二维纳米材料——金属有机框架（MOF）因结构可控、功能多样的特性，为研究人员提供了活细胞探针载体的新思路。

p strong 仪器信息网讯 /strong & nbsp 2018年9月25日，由清华大学化学系主办的“首届微纳流控细胞分析学术报告会”在北京西郊宾馆召开，旨在进一步促进微流控细胞分析基础研究与应用开发的发展。会议邀请19位国内外杰出专家学者作精彩报告，100余位从事微流控分析及相关研究方向的科研工作者、青年学生及企业研发人员与会交流。 /p p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/fd1202ce-e0a0-4d45-a320-4777a91e01b6.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 会议现场 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 清华大学化学系林金明教授致欢迎词。 /p p style=" text-indent: 2em " 会议第一天，共有14位专家作精彩主题报告： /p p style=" text-align: center " img title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/23d8d662-abcc-46de-ac86-a95d035d3b04.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong Katsumi Uchiyama（内山一美） 首都大学东京教授 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：《基于喷墨打印技术的在线液滴数字PCR方法》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 内山一美介绍了一种基于喷墨打印技术的在线液滴数字PCR方法。通过喷墨打印技术产生可控大小的液滴，使每个液滴反应单元至少包含1个拷贝分子；随后将液滴以稳定分散体的形式引入毛细管连续流动式的PCR扩增系统；最后通过激光诱导荧光检测器对扩增后的液滴进行荧光信号的检测和计数。这种方法显著降低了实验试剂的样品量，并避免发生样品污染，提高了实验操作的简易性，为在线全自动化的数字PCR提供了新的方法。该方法可以实现对重大疾病在早期进行单分子水平的检测，将可广泛应用于生命科学和医学领域。该研究由清华大学的林金明教授团队与首都大学东京的内山一美教授团队合作完成。 /p p style=" text-align: center " img title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/bf7984c4-4073-4473-b5e7-890e0b29d424.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 熊春阳 北京大学教授 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：《微流控细胞力学检测及应用》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 定量理解细胞的力学-生物学耦合过程对揭示疾病发病机理、发展新的诊疗方法及生物材料、组织工程等领域均具有重要意义。熊春阳介绍了他和团队在微流控细胞力学检测技术方面的一些研究进展，包括：可定量表征细胞与胞外基质物理力学相互作用的细胞牵引力显微镜技术；基于介电泳力的细胞粘弹形变测量芯片技术等，以及它们在肿瘤细胞迁移侵袭、淋巴细胞活化、心肌细胞药物毒性测试等方面的应用探索。 /p p style=" text-align: center " img title=" 4.jpg" alt=" 4.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/f0428c00-d2eb-4532-9054-33c2fe38c683.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 朱永刚 哈尔滨工业大学深圳研究生院教授 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：《用于细胞及其代谢物分析的微流体设备》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 细胞及其代谢物分析技术在生物制药、环境监测、疾病诊断等许多领域具有广泛而重要的应用。朱永刚介绍了他们课题组在单细胞及多重生物标志物分析方面的研究进展，包括基于磁珠和声波微混合技术的快速、高灵敏检测多重癌症标志物的微流体装置；用于大量单细胞分离、分析的可调节微通道阵列技术。 /p p style=" text-align: center " img title=" 5.jpg" alt=" 5.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/d34fb666-91ad-46ac-8cfc-d7bc6dd34f49.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 刘笔峰 华中科技大学生命科学与技术学院教授 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：《微流控芯片单细胞分析》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 刘笔峰介绍了他和团队基于微流控芯片的单细胞分析新技术、新方法，包括：提出了单细胞蛋白质组并应用于神经与肿瘤细胞的表征；系统建立了微流控芯片单细胞分辨的细胞信号分析平台，实现了精准、可控、高时间-空间分辨和高通量细胞信号传递与细胞组分析；以线虫为模型，建立了活体原位水平单细胞信号分析平台。 /p p style=" text-align: center " img title=" 6.jpg" alt=" 6.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/962b470e-7dc4-422d-bb00-9f8b6b505583.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 陆瑶 中国科学院大连化学物理研究所副研究员 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：《单细胞抗体条形码芯片》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 单细胞分泌蛋白分析是用于检测单个细胞间蛋白质表达的个体差别、鉴别细胞免疫功能差异得到方法，在疾病诊断、药物疫苗开发等方面均有十分重要的应用。陆瑶和团队设计开发了一种高通量、高内涵单细胞蛋白分析平台（单细胞抗体条形码芯片），可对数以千计的活体单细胞所分泌的42种蛋白分子分别进行同时检测。基于此平台实现了单细胞功能蛋白免疫分型、单细胞分泌蛋白动态分析、单细胞三维培养/分析等应用。目前已有十余家国际大型制药公司利用该技术帮助CAR-T肿瘤免疫治疗药品开发及临床测试，被科学家杂志（The Scientist）评选为2017年度十大医疗技术发明首位。 /p p style=" text-align: center " img title=" 7.jpg" alt=" 7.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/91fe46dc-9849-42b5-8307-d6f333f94a8d.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 陈兢 苏州含光微纳科技有限公司 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：《Microwell as a biomedical device》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 微孔阵列在生物制药和临床领域的高通量筛选和单细胞测序研究中被广泛应用。PDMS是目前被微流控芯片研究领域广泛采用的材质，然而与热塑料和玻璃相比，PDMS并不适合用于临床，且难以大规模生产。陈兢介绍了含光微纳的热塑料芯片注塑、玻璃芯片制模工艺和技术优势。 /p p style=" text-align: center " img title=" 8.jpg" alt=" 8.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/e04dce68-4cf1-4b48-bb40-b442b54d7fa0.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 杨朝勇 上海交通大学教授 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：《基于微流控芯片的肿瘤液体活检新方法》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 循环肿瘤细胞（CTC）检测技术是一项有望替代肿瘤组织活检的液体活检新技术。然而，目前依赖于单一上皮源性抗体的CTC免疫富集及计数检测方法无法对不同分型的CTC进行全面捕获、难以无损释放CTC、无法提供深度的分子病理信息。基于微流控技术，杨朝勇团队发展了高效核酸适体筛选方法，获得多条可识别不同CTC的高亲和力、高特异性核酸适体序列；利用流体调控与表面调控技术，构筑了基于细胞尺寸与生物识别特性协同捕获的微流控微柱阵列芯片，实现了CTC的高效捕获与无损释放；开发了一系列高通量单细胞分析方法，用于揭示CTC的分子病理信息。 /p p style=" text-align: center " img title=" 9.jpg" alt=" 9.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/554fb486-89a4-4a0a-9a4d-7167ea5beac1.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 黄卫华 武汉大学教授 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：《微流控芯片细胞微环境构建及实时电化学监测》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 细胞在体内处于复杂而又动态平衡的微环境中。黄卫华团队以微流控芯片为平台，结合生物相容性材料，构建细胞生理微环境，在此基础上与电化学实时监测手段集成，实现了接近生理环境下的细胞实时监测，为在接近体内真实环境下研究细胞及组织行为提供了良好的思路。 /p p style=" text-align: center " img title=" 10.jpg" alt=" 10.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/04ff17a2-55a3-4c40-b8a2-cadad2852dd4.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 孙佳姝 国家纳米科学中心研究员 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：《微流控循环肿瘤标记物检测技术》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 由于常规检测方法难以分离、检测外周血中的CTC和外泌体等循环肿瘤标记物，发展高灵敏、高效率的循环肿瘤标志物检测新方法和新原理是肿瘤无创诊断和治疗的关键。孙佳姝团队开发设计了多种以细胞尺寸为依据，根据不同原理分离细胞的微流控芯片，实时分选、富集、检测肺癌患者外周血中的CTC；开发设计了黏弹性流体微流控器件，实现了尺寸依赖的无标记外泌体和大囊泡的精准操控分离，分离效率和回收率均高达90%以上。 /p p style=" text-align: center " img title=" 11.jpg" alt=" 11.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/db68b5af-8d72-4513-b165-70a7404e653d.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 许岩 大阪府立大学副教授 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：《Pioneering Nanofluidics for New Chemistry,Biology,and Materials Science》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 许岩团队开发了“nano-in-nano integration”纳流控芯片，在纳米级的流路里可以整合流体学、电学、光学、热力学、磁学、化学、生物学等各种功能元件。利用该技术可以进行从升、毫升、微升，到纳米颗粒、单分子等不同水平的研究。 /p p style=" text-align: center " img title=" 12.jpg" alt=" 12.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/fbc6bf15-8387-486e-9468-ea4851db2c87.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 方群 浙江大学教授 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：《微流控液滴细胞分析系统的研究》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 2013年，方群团队开发了顺序操作液滴阵列（SODA）系统，可自动完成对超微量（pL-nL）液体的复杂操作，包括微量液滴的生成、融合、分裂、定位与迁移等。在报告中，方群介绍了他和团队将SODA技术应用于微流控细胞分析领域的研究进展，包括：基于细胞的药物筛选；在液滴系统内完成细胞的3D培养；建立半开放三维液滴链阵列系统；单细胞基因定量表达分析；单个鼠卵细胞的蛋白质组分析。 /p p style=" text-align: center " img title=" 13.jpg" alt=" 13.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/acd1a21e-763b-428c-9bee-1094e9a2f4d8.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 王进义 西北农林科技大学教授 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：《微流控芯片上的细胞操控与分析》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 王进义课题组近年来一直以多功能集成微流控芯片生命分析为主要研究方向开展研究工作，先后建立了系列时空可控的“细胞-微环境”相互作用研究多功能集成微流控芯片和生理病理仿生微平台，并发展了系列基于多功能集成微流控芯片的外周血循环肿瘤细胞分离、急性心肌梗塞早期标志蛋白分析新方法，进而体外构建了肝小叶微器官及其药物互作分析。 /p p style=" text-align: center " img title=" 14.jpg" alt=" 14.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/7c81bf58-a5d1-4efd-b259-96a000afdaab.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 梁琼麟 清华大学副教授 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：《药物基因毒性筛选的单细胞微阵列-微流控芯片系统》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 将药物基因毒性的高通量筛选与缺氧微环境模拟结合起来，对于构建新一代肿瘤药物筛选平台具有必要性。梁琼麟团队集成了单细胞微阵列-微流控芯片技术，采用微流控耗氧反应构造了氧气浓度梯度细胞培养微环境，采用单细胞阵列凝胶电泳技术构建高通量基因毒性检测芯片，在同一芯片上对不同氧气浓度下药物作用后的肿瘤细胞存活率和DNA损伤程度进行数据采集和统计分析，在单细胞水平上实现对抗肿瘤药物氧气浓度依赖的基因毒性评估。 /p p style=" text-align: center " img title=" 15.jpg" alt=" 15.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/2f0f442d-8615-4815-81d0-a08faf3a118f.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 罗茜 中国科学院深圳先进技术研究院研究员 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：《微流控芯片质谱用于脂质分析方法研究》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 罗茜介绍了发展快速、高通量和高精度的微流控质谱技术用于分析血液样本中脂质的种类和变化。研究表明，黑磷基质对磷脂类化合物有较好的富集效率，并可直接用于MALDI质谱分析。 /p p style=" text-indent: 2em " 关于本次会议更多精彩内容，请关注仪器信息网后续报道。 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日前，国际著名科学杂志《先进科学》（Advanced Science）发表了一篇专题文章，详细介绍了我国科学家团队在单细胞生物学研究领域的一项最新技术成果：中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心（以下简称单细胞中心）和青岛星赛生物科技有限公司（以下简称星赛生物）合作发明了拉曼流式检测技术pDEP-D LD-RFC ，该技术基于介电诱导确定性侧向位移，可高效完成单细胞聚焦、捕获/释放，针对人体细胞（肿瘤）、植物（微藻）、酵母和细菌等多种细胞类型具有广谱适用性。 《先进科学》（Advanced Science）相关文章页面截图 据悉，基于此星赛生物即将推出的升级版FlowRACS仪器，为活体单细胞代谢表型组的高通量检测提供了全新工具，研究小组已经开发了一系列应用，广泛适用于肿瘤细胞分类、微藻合成过程监控、产油酵母多表型监控、细菌药敏性检测等生命科学研究的重点高精尖领域。 活体单细胞代谢表型组流式检测技术发展简史活体单细胞代谢表型组的流式检测，在微生物资源挖掘、细胞工厂筛选、酶元件表征、生物过程监控、临床诊疗等方面，具有共性的支撑作用。此前，荧光流式和质谱流式作为常用手段被广泛接受，但经过长时间的验证，二者均在不同方面有其技术的局限性。 其中，荧光流式受限于对生物标志物需有先验知识，并引入荧光标记探针来识别生物标志物——但许多细胞都没有可靠的生物标志物，如微生物群，无论是在基因上还是在生物分子上，都不能就其多数功能进行普遍标记，且可能存在强荧光干扰问题。另一方面，质谱流式涉及到细胞破碎，难以耦合目标单细胞的下游分选、培养或测序等单细胞组学技术。于是，新的技术应运而生。与荧光流式和质谱流式等现有流式细胞检测手段相比，拉曼流式具有无需标记细胞、活体检测、信息量丰富等优势，因此是一种具有广阔应用前景的细胞分析手段。但是，新技术的诞生必将伴随实际应用带来的阵痛。高通量拉曼流式技术的应用受限于：首先，如何提高样品的普适性，以适用于不同细胞类型与不同表型的检测；其次，如何提高检测的通量，以实现高度异质性细胞群体的深度检测；最后，如何提高运行的稳定性，以支撑高度可靠的仪器使用流程。活体单细胞代谢表型组检测新技术针对上述问题，单细胞中心王喜先、任立辉、刁志钿、何曰辉等带 领的研究小组发明了“介电诱导确定性侧向位移实现单细胞聚焦、捕获/释放的拉曼流式检测技术”（Positive Dielectrophoresis Induced Deterministic Lateral Displacement-based Raman Flow Cytometry，pDEP-DLD-RFC）。 《先进科学》（Advanced Science）文章页面中，关于拉曼流式细胞检测技术原理的插图首先，新技术采取的是宽流场高流量的进样策略。其能够有效防止细胞沉降，进而实现了长时间稳定运行（＞5小时），但是此策略带来的问题就是如何在宽流场中实现快速、精准地对高速流动的单个细胞进行一一捕获，且不会漏检，也就是如何保证拉曼检测的高效率和高准确性。因此，团队又通过介电诱导细胞确定性侧向位移，实现了宽场中细胞高效聚焦地流经检测位点，从而保证了拉曼检测效率。最后，通过施加检测时间依赖的周期性介电场，实现了单细胞的快速捕获/释放，以满足各种不同细胞类型的普适性、高通量检测。 FlowRACS中介电诱导细胞确定性侧向位移实拍周期性介电场中单细胞的快速捕获/释放实拍生物过程监控及肿瘤/微生物细胞分类研究的新工具基于上述关键技术突破，星赛生物即将推出的升级版FlowRACS兼具广谱通用性、高通量、运行稳定性等性能的高通量拉曼流式检测系统，并开发了一系列应用：肿瘤细胞分类、微藻合成过程监控、产油酵母多表型监控、细菌药敏性检测。这套全新的细胞检测分选技术和仪器设备系统，将能极大提升相关领域的科研效率和能力。 在肿瘤细胞类型的快速区分场景中，基于SCRS中信息丰富的指纹区，以膀胱癌、肺癌、肾细胞癌、乳腺癌等细胞株为例，证明流式拉曼技术耦合拉曼组机器学习算法，能以平均95%的准确率，完成肿瘤细胞类型的快速判别。该方法对于肿瘤细胞质量检测等应用具有潜在的应用价值。在植物生物制造过程的代谢监控场景中，基于共振拉曼信号，实现了雨生红球藻中虾青素含量的实时监测，从而示范了单细胞精度的虾青素累积过程细胞工厂代谢状态的监控，并考察了“高光”和“缺氮”等条件对细胞虾青素累积速度及其同步性的影响。其虾青素含量检测速度达～2700 events/min，为目前最高的自发拉曼检测/分选通量。在酵母生物制造过程的代谢监控场景中，基于非共振拉曼信号，示范了油脂酵母中细胞代谢活力、甘油三脂含量、油脂不饱和度等多个关键代谢表型的同步动态监控，进而通过拉曼组机器学习、拉曼组内关联分析（Intra-Ramanome Correlation Analysis，IRCA）等算法，实现了单细胞代谢状态（准确率＞96%）的实时鉴定，以及细胞内代谢物相互转化网络的实时重建。在细菌药敏性的流式快检场景中，基于单细胞中心前期提出的重水饲喂单细胞拉曼药敏原理，以大肠杆菌和多种常见抗生素为例，开发了流式药敏快检技术，并通过与拉曼药物应激条形码（Raman Barcode for Cellular Stress-response，RBCS）、IRCA、拉曼组机器学习等算法，证明该流式药敏快检技术还能实时地判断单菌体精度的药物应激状态、构建细胞内代谢物相互转化网络等，从而揭示细菌-药物互作机制。此外，流式检测大大提高了药敏检测中SCRS取样深度，对于识别群体中通常占比很低的耐药细胞，具有重要的意义。与转录组、蛋白组和代谢物组相比，拉曼组能表征单细胞精度的底物代谢、产物合成、环境应激性、化合物相互转化等关键代谢表型，而具广谱适用、活体、无损、非标记、全景式表型、可分辨复杂功能、快速、低成本、能耦合下游测序、质谱或培养等优势，因此拉曼组是一种更接近于“功能”、更适合于临床、工业等场景的单细胞表型组。为了支撑人体、动植物和微生物拉曼组数据的自动化采集与分析，单细胞中心与星赛生物基于pDEP-DLD-RFC技术，星赛生物即将推出升级版FlowRACS仪器，将大大加速拉曼组平台的推广应用。原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202207497

受访专家： 　　欧阳学农，南京军区福州总医院肿瘤科主任、主任医师，国家中西医结合肿瘤重点学科主任、国家药物临床试验机构(肿瘤专业)主任、全军中医药学会副会长、全军肿瘤专业委员会常委，《临床肿瘤学杂志 》编委、《肿瘤学杂志 》编委，从事肿瘤临床工作近30年。 　　牵头或参与国际和国内药物临床试验项目20项，与美国 M.d. Anderson 癌症研究中心、加拿大UBC 大学、日本爱知癌症中心、中国医科院肿瘤医院、军事医学科学院等国内外著名肿瘤研究机构保持广泛合作。 　　“40%—50%的淋巴癌患者病因是病毒感染，但现在九成食品中含有添加剂，这也可能是淋巴瘤发病的重要原因之一。”国家中西医结合肿瘤重点学科主任欧阳学农主任医师日前告诉记者，加工食品中滥用的非法食品添加剂已经成为导致淋巴癌发病重要因素之一。 　　食品添加剂或可导致淋巴细胞变异 　　“在长期过量食用食品添加剂的不良影响下，有可能促使淋巴细胞在生长过程中发生变异，增加患上淋巴瘤的风险。”欧阳学农说。 　　据了解，淋巴癌是发生于淋巴结的恶性肿瘤，除了我们平时所知道的颈部、腋窝、腹股沟等处会长肿块之外，还可能存在于全身各处，比如脑淋巴瘤、肺淋巴瘤、胃淋巴瘤、口腔淋巴瘤等。 　　“人越年轻，淋巴细胞就越有活力，也就越容易得淋巴癌。恶性淋巴瘤多发生在20岁到40岁的青壮年。”欧阳学农说，淋巴癌的产生原因仍然不明确，与人自身免疫防御系统缺陷、病毒感染、化学物质、射线、基因突变等有关，如今，当人类的食物97%都含有添加剂时，几千种添加剂充斥我们的生活时，对于癌症的重新认识，应当谨慎考虑添加剂这一风险因素。 　　食品添加剂是人为添加到食品中的天然物质或人工合成的化学物质，在使用标准范围以下，人体的代谢能力可以降解出去，是相对安全的，但是一旦超过标准，过量的添加剂就会沉积在体内伤害各个器官，造成病变甚至致癌。尽管尚未有人类肿瘤的发生和食品添加剂有关的直接证据，但许多动物实验已证实大剂量的食品添加剂能诱使动物发生肿瘤。 　　“淋巴系统是身体重要的防御系统，就像人体的‘军队’，它可以帮助身体抵抗各种病原体，像细菌、霉菌等，让我们免于疾病的侵害。和这新病原体‘作战’的淋巴细胞容易在食品添加剂的不良影响下，有可能发生变异，直接或间接影响淋巴瘤的形成。”欧阳学农说。 　　动物实验多证实添加剂有致淋巴瘤作用 　　“许多动物实验已证实大剂量的食品添加剂能诱使动物发生淋巴瘤。”欧阳学农说。 　　如亚硝酸钠是食品添加剂亚硝酸盐的一种，国外试验证实，同时服用乙胺丁醇和亚硝酸钠，小鼠淋巴瘤的发生率提高，而单用乙胺丁醇对淋巴瘤发生率无影响。 　　作为人造甜味剂之一的蔗糖素，常用于食物和饮料。然而，美国食品药品管理局(FDA)在批准蔗糖素的报告中明确指出：在一个老鼠淋巴瘤突变试验中，科学家发现蔗糖素具有轻微的诱变性，根据检测致癌物的一种标准方法——艾姆斯试验结果，蔗糖素被消化时分解的物质也有“轻微的诱变性”。 　　“一些非法的添加剂致癌作用就更不用说了。”欧阳学农告诉记者，苏丹红作为一种非法食品添加物，对人体具有潜在致癌性，国际癌症研究机构将苏丹红一号归为三类致癌物，主要基于体外和动物试验的研究结果：苏丹红一号在特定存在的条件下，对小鼠淋巴细胞具有致突变作用。 　　此外，有的食品添加剂本身即可致癌，作为牛奶酸化剂的花楸酸、淀粉变性剂的琥珀酐、面包防硬剂的聚氧化乙烯乙醇硬脂酸等，在动物实验中都具有致癌活性 有的添加剂可在使用过程中，与食品中的存在成分发生作用转化为致癌物质，如能保持肉色鲜嫩的亚硝酸盐，会与蛋白质代谢后产生的胺类物质结合，形成亚硝胺，具有很强的致癌性。其他种类的防腐剂如苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸等，经毒理研证，较多剂量的摄入，也会影响人体的正常机能，削减人的免疫力，这就为人体细胞的变异提供了前提。 　　加工食品多含添加剂 自己动手最健康 　　“食品添加剂最主要的作用是为了让快速生产出的食品，看起来更鲜亮、闻起来更香，吃起来可口、保质期更长，同时由于它大多来自边角边料，所以有可能价格更便宜。”欧阳学农说，食品加工商为了让食品在经历漫长的运输和保存之后仍旧色彩诱人、香气扑鼻，绞尽脑汁的合成和添加各种食品添加剂。 　　如加入次亚氯酸钠可以给切过的蔬菜杀菌，让蔬菜更鲜亮 加入苯甲酸钠可以让碳酸饮料保持新鲜口感 加入碳酸氢钠可以使曲奇饼干膨松可口 加入环己基氨基磺酸钠(甜蜜素)能增加蛋糕和饮料的甜度 加入胭脂红，可以让食物的颜色红亮诱人。 　　“一个三餐都通过这些食品解决的成年人，每天添加剂摄入量约为10克左右，种类高达六七十种。”欧阳学农说，“要想远离他们，最好自己购买新鲜食品原料，亲自烹饪。” 　　“购买的食物加工度越高，使用的添加剂也越多。如果一味追求方便快捷，必然要牺牲健康，甚至是生命。”欧阳学农说。 　　———————— ■相关链接 —————————— 　　发热、消瘦、盗汗 或是淋巴瘤症状 　　淋巴癌临床早期症状不痛不痒、隐匿不易察觉，很多患者会将发烧等症状与感冒病症混淆。因此，有三种常见并发症要注意： 　　发热，体温长期徘徊在38℃—39℃之间，有持续高热，也有间歇低热，少数有周期热。消瘦，多数病人有体重减轻的表现，在短时期内减少原体重的10%以上。盗汗，夜间或入睡后出汗。 　　欧阳学农强调，并不是所有的淋巴结肿大都是癌，其中不少是炎症或良性病变等正常反应。此外，直径超过一厘米大小的肿块才有临床检查的意义，所以，发现异常时要警惕，及时就医，但不要过分紧张。 　　早期的淋巴瘤，通过以放疗为主的治疗手段就能治愈，到了中晚期的时候，需要用化疗为主的手段。欧阳学农主任指出，确诊患了淋巴瘤不必害怕，大量临床实验证实，50%—60%早期患者使用免疫化疗可以被治愈，晚期也有30%—40%的治愈率，疾病能否治愈的关键是首次治疗是否成功。 　　他提醒，工作压力大的白领、经常熬夜的人、长期过度疲劳者、经常处于电子辐射或射线环境者，都需要定期自查，触摸身体表层是否有肿大的淋巴结。平时，多接受日照，生活规律 尽量不要在新房装修好后即入住 购买新车后，进行甲醛测试，并保持较长时间开窗通风。此外，常吃葡萄、茶叶、海带、大豆、红萝卜、番茄、香蕉、橘子、菠菜等碱性食物，防止酸性废物的累积。

肿瘤药敏性检测方法学是抗癌药物评价和筛选的前提，也是临床化疗方案设计的基础。中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞研究中心开发了基于拉曼组的肿瘤单细胞药敏检测新方法D2O-CANST-R，具有快速、低成本、单细胞器精度、识别耐药细胞、体现抗癌机制、可对接单细胞分选和测序等特色，为癌细胞-药物互作研究、抗癌药物筛选等提供了新手段。　　化疗在恶性肿瘤的治疗手段中占重要地位，如使用得当，单纯或辅助化疗即可根治部分肿瘤；对于一些晚期肿瘤，化疗也可用于姑息性治疗。然而，各种肿瘤类型间或不同患者个体间，其药物应激反应均存在显著差异，且化疗过程中耐药细胞的产生会削弱抗癌药物疗效。因此，快速、低成本、可识别耐药细胞、揭示药物应激机制的肿瘤药敏检测方法，对抗癌药物研发和临床精准用药十分重要。　　目前，主流的肿瘤药敏检测方法，如比色法、生物发光法、荧光分析法等，通常依赖于终点检测，即区分细胞死活，难以定量、特异性地测量药物对癌细胞的“代谢抑制”程度。同时，基于细胞群体反应的检测手段，难以检测癌细胞群体中极个别的耐药细胞；这些“害群之马”在正常环境下没有生长优势，却耐受高浓度药物，因此可能造成肿瘤死灰复燃，导致临床化疗失败。　　针对这一问题，单细胞研究中心科研人员Maryam Hekmatara等以人乳腺癌细胞株（MCF-7）和雷帕霉素的互作为例，开发了重水饲喂单细胞拉曼光谱肿瘤药敏快检技术（D2O-probed CANcer Susceptibility Test Ramanometry；D2O-CANST-R）。结合肿瘤细胞拉曼组采集和多元曲线分辨-交替最小二乘法分析算法（MCR-ALS），研究发现，在1-3天的药物处理后，D2O-CANST-R能特异性地基于“代谢抑制”检测肿瘤药敏性，并能在细胞核、细胞胞质、脂质体等单个细胞器的分辨精度，追踪和区分其中蛋白质与脂质的合成速率和代谢变化，从而揭示药物作用机制。脂质和蛋白质代谢的高度活跃，是肿瘤细胞快速增殖的重要原因，因此，上述能力对于抗癌药物的机制研究和筛选具有重要价值。重水饲喂单细胞拉曼光谱肿瘤药敏快检技术D2O-CANST-R　　基于前期单细胞研究中心提出的“拉曼组”（ramanome）和“药物应激拉曼条形码”（Raman Barcode of Cellular response to stresses；RBCS）等概念，科研人员还揭示了真核生物（人乳腺癌细胞和酵母细胞）之间、细胞器之间、药物浓度之间、药物处理时长之间、生物大分子代谢途径之间等，在单细胞精度代谢应激机制上的异同。因此，D2O-CANST-R还具有高时空分辨率、信息量丰富、揭示代谢层面机制等特点。此外，在高剂量雷帕霉素（500或5000×IC50）处理后，仍存在保持较高代谢活性的癌细胞，即耐药细胞。D2O-CANST-R识别肿瘤耐药细胞和测定耐药异质性的能力，对于药物机制研究、抗癌药物评价和筛选等具有重要意义，并具备辅助精准化疗方案设计的潜在能力。　　单细胞研究中心前期针对临床抗感染用药，提出了“重水饲喂单细胞拉曼药敏快检”原理，引入了“最小代谢活性抑制浓度”（MIC-MA）这一衡量药敏性的新概念，发明了“单细胞光镊微液滴拉曼分选”（RAGE）和“单细胞微液滴流式拉曼分选”（RADS）等核心器件，研制出“临床单细胞拉曼药敏快检仪”（CAST-R）和单细胞拉曼分选-测序耦合系统（RACS-Seq）等；针对临床样品，证明了单个细菌细胞精度同时测定抗生素药敏表型和高覆盖度基因组的可行性（Xu T, et al, Small, 2020）。该研究是上述单细胞技术体系针对人体细胞与药物互作的拓展，不仅将服务于肿瘤药物研发、肿瘤精准用药等，而且为肿瘤单细胞分选和多组学研究提供了新的技术路线。　　相关研究成果发表在《分析化学》（Analytical Chemistry）上。研究工作由青岛能源所研究员徐健主持完成，得到国家重大科学仪器研制项目（国家自然科学基金委员会）和中科院前沿局人才项目等的资助。　　论文链接相关介绍：徐健 中国科学院青岛生物能源与过程所研究员、单细胞中心主任 山东省能源生物遗传资源重点实验室主任。2003年华盛顿大学计算机科学硕士和生物化学博士，2003-2004年华盛顿大学基因组科学和系统生物学中心博士后。2004-08年于华盛顿大学基因组研究院任基因组拼装和分析团队负责人。2008年入选中科院“百人计划”并全职加入中科院青岛生物能源与过程所。研究方向为单细胞分析仪器和大数据，及其在微生物组、合成生物学和生物安全等领域的应用。论文发表于Science, Cell Host Microbe, Sci Adv., Nature Commu.等130余篇，被引用10000余次(H-index 43)。获青年拔尖、创新领军人才、国家杰青基金、中国青年科技奖等支持。中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心简介：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。

细胞是生命活动的基本单位，随着精准医疗的发展和测序水平的提高，人们越来越深刻地认识到组织水平反应的信息有限。单细胞测序技术在单细胞水平上对基因组、转录组、表观组等进行高通量测序分析，可以更精细地揭示细胞间的异质性。新格元（南京）生物科技有限公司（以下简称：新格元）作为国内首家、全球第三家拥有成熟商业化高通量单细胞测序平台的公司，2023年推出全球首款自动化从细胞装载到单细胞cDNA合成平台Singleron JavaTM，提高了实验室单细胞数据生产效率。近日，仪器信息网一行走进新格元苏州设备开发制造基地，与公司高级副总裁张龙对话，深入了解这家高新技术企业的技术、产品创新和未来发展。新格元高级副总裁张龙单细胞测序技术的演进历程2009年，北京大学汤富酬教授在《Nature Methods》杂志上发表了第一篇单细胞转录组测序文章，自此开启了单细胞技术的新时代。随后的十几年，单细胞技术以更高分辨率、更高通量，深入揭示了个体的发育过程、功能机制，并且在疾病的检测与监控研究方面发挥了重要作用，被《Nature Methods》评为2013年最受关注的技术成果，与之对应的，全球单细胞测序潜在科研市场体量预计至2031年达到136.2亿美元。早期单细胞测序的主要策略为：通过流式细胞术或者激光捕获显微切割技术将单细胞逐个分离出来再分别建库测序，该策略不仅通量非常低，而且随着待测单细胞的个数的增长，测序的成本几乎呈线性提升。随后，基于标签（barcode）的单细胞识别技术解决了通量和成本难题，其技术原理为通过微流控芯片技术获得单细胞反应体系，并在传统文库构建的基础上引入barcode，通过追溯barcode序列将众多mRNA、表面蛋白等定位回原来的单个细胞。然而，该技术前处理方法流程复杂，“油包水”的方式不利于捕获脆弱及损伤的细胞，局限了其应用。“油包水”式单细胞测序原理示意图从微流控芯片到单细胞技术平台2018年，方南博士、樊荣教授和周璟研究员（加州大学伯克利分校机械工程博士，耶鲁大学研究员）携手创立了新格元，新格元的名字取“格物致知，识微通元”之意，自成立以来，迅速在全球范围内建立了多个研发和生产基地，遍及南京（总部）、苏州、德国、美国和新加坡，产品与服务覆盖20多个国家和地区，3000多家实验室。此前，方南博士在凯杰负责二代测序及单细胞产品研发，樊荣教授是耶鲁大学微流控单细胞多组学技术的专家，为新格元GEXSCOPE® 单细胞技术平台的建立奠定了坚实的技术基础。之后，新格元与耶鲁大学签署了微流控单细胞处理专利的使用协议，并利用该专利联合自主知识产权的单细胞扩增技术开发出基于微流控芯片的创新性GEXSCOPE® 单细胞技术平台。GEXSCOPE® 单细胞技术平台基于“泊松分布”原理，通过微流控芯片实现精准的单细胞分离。其分子标签磁珠可在完成RNA捕获的同时完成标记，并且避免了“油包水”液滴形成过程中，压力对脆弱细胞的损伤，为单细胞分析技术在临床检测上的应用扫除障碍。GEXSCOPE® 单细胞分离原理从科研定制化到精准医疗突破单细胞技术通量、成本和周期上的瓶颈后，新格元致力于提供定制化服务，通过改变芯片孔径大小、设计特异标签，满足客户更大细胞、更多样的实验需求，其FocuSCOPE® 靶向高通量单细胞测序可在获得单细胞转录信息的同时获得靶基因突变信息。“科研的需求是多样的，我们会根据不同研究者的需求，提供一些定制化服务。”张龙称，“这也是我们区别于其他竞争对手的地方。”FocuSCOPE® 靶向高通量单细胞测序原理谈及单细胞技术在临床应用上的困难，张龙介绍称样本的保存和解离很关键：“实际上临床的流程是从手术或者活检开始，取样之后如果不能去马上做实验怎么办？样本的保存和解离，都不是我们主要竞争对手的关注点，而我们在公司成立之初就认识到样本处理的重要性，经过我们的研发及验证，我们开发的保存液可以维持细胞状态长达三天。” 组织解离更是重中之重，“组织解离做不好，后面做得再好也没用”，张龙解释道：“组织解离依赖机械剪切和酶解，为后续的单细胞分析提供最基本的保障。我们在组织解离领域有多年实战的经验，不仅在单细胞测序领域做了多种不同的物种、组织，并且在流式平台上有很多研发投入及实际验证数据。更是在原代细胞培养、类器官培养等领域积累了大量的经验。”当前，组织解离仪比较重要的应用场景是临床领域，“解离样本最低限度是10mg，满足临床组织穿刺的需求，是行业内做得最低的！”张龙自信地介绍道。Singleron PythoN Junior® 自动化组织解离系统从自动化系统到一站式解决方案2023年，Singleron Matrix NEO® 自动化单细胞测序文库构建系统、Singleron JavaTM自动化单细胞测序文库构建平台陆续上市。Singleron JavaTM是全球首款自动化完成从细胞装载到单细胞cDNA合成的平台。细胞分离、裂解、核酸捕获、反转录合成cDNA等操作全部自动化，轻松完成百万级单细胞实验。“其实mRNA是不稳定的，有了Singleron JavaTM，实验人员晚点再过来处理都没问题，还能同时做8个样品。”张龙说。Singleron JavaTM自动化单细胞测序文库构建系统 除了单细胞建库仪器、单细胞建库多组学试剂盒外，新格元还提供包括CeleScope® 可视化分析软件、SynEcoSys® 单细胞数据库在内的单细胞数据科学工具箱，“除了提供产品和服务之外，我们还会提供培训，不仅仅是实验的培训，还有生信的培训，这样才能让老师能真正用起来复杂的单细胞平台”，至此，新格元真正成为全球首家一站式、多组学单细胞测序产品提供商。新格元单细胞测序系统化一站式方案路线图在过去的10多年间，国内外单细胞测序平台的踊跃发展，助推了单细胞测序技术在肿瘤、胚胎发育、免疫治疗、感染、药物研发、干细胞治疗等的应用，验证了单细胞技术在精准医疗时代的价值。目前，新格元已服务1000余家知名医院、药企及科研院所，此外，新格元实验室于2024年通过美国病理学家协会CAP认证，同年6月参与人类细胞图谱（HCA）计划，为这项旨在绘制人体中所有细胞的图谱，以便于更好地了解人类健康以及进行疾病的诊断、监测和治疗研究的大型国际合作项目提供助力。纵观未来，张龙表示随着单细胞技术在肿瘤学、免疫学、感染、神经领域和其他医学研究领域应用的深入，行业市场将更加广阔，“早期只做科研的话应用市场就这么小，期待将来能够应用到临床，解决更多的精准医疗相关的难题，扩展单细胞测序的临床应用。”而这恰好符合新格元的初衷：“将创新的单细胞分析技术应用于临床检测、健康管理和药物开发等关键领域。”走访合影（从左至右：新格元生物工程师俞苏敏、仪器信息网客户成功经理康龙、新格元工程研发总监储冬东、新格元高级副总裁张龙、仪器信息网生命科学编辑李兆坤、仪器信息网生命科学编辑樊雪竹）

随着生物医学研究的不断深入，科学家希望解决长久以来的一个经典挑战，即如何简单、有效且高质量地分选细胞。NanoCellect WOLF系列微流控细胞分选仪正由此而来，致力于帮助每一位科学家实现更轻松高效、细胞状态健康的细胞分选。NanoCellect新款WOLF G2微流控细胞分选仪大大扩展了传统细胞分选的能力，兼具性能灵活和简单易用的产品特性，是现代生物医学研究领域的理想之选。WOLF G2微流控细胞分选仪的优势基于微流控芯片的流体技术WOLF G2利用专有的微流控分选芯片进行批量分选和单细胞置板，比传统的高压力细胞分选仪更温和，通过实现小于2psi的分选压力，使分选后的细胞保持活力和RNA的完整性。此外，无气溶胶的一次性微流控芯片便于无菌分选，是目前市场上生物安全性最佳的分选工具之一。高配置的光学系统WOLF G2使用基于激光的流式细胞仪技术，同时配备典型的前向（FSC）和后向（BSC）散射探测器，以及3种不同的激光配置来扩大应用性能。简单直观的WOLFViewer软件WOLF G2通过WOLFViewer软件，让工作流程简单直观且兼具齐全的功能。此外，WOLF G2的关机和清理时间仅需不到一分钟，更大程度地为使用者节约时间。灵活高效的性能WOLF G2的功能规格保证了产品应用最大的灵活性，不仅能够分辨淋巴细胞、单核细胞、粒细胞，以及小至1微米的微生物细胞和大至60微米的细胞，还能实现最高200个细胞/秒的分选速度。精致小巧的体积WOLF G2台式微流控细胞分选仪的体积仅为2立方英尺，占用空间小，可以轻松实现实验室之间的灵活移动。WOLF G2微流控细胞分选仪立足细胞分选前沿科技最新的WOLF G2台式微流控细胞分选仪通过使用两个激光和多达九种颜色，显著扩展了这种温和的台式微流控细胞分选仪的分选能力，同时还保持着简单的批量分选或单细胞置板工作流程。将WOLF G2与N1单细胞分配器结合使用时，即可在96孔或384孔板中完成单细胞分选。WOLF G2台式微流控细胞分选仪更可广泛应用于多个生物医学研究领域，帮助科研人员在基因组学、抗体发现、细胞系开发、基因编辑等方向实现更易于使用、经济灵活的细胞分选。

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

p 　　近期，中科普瑞整合IsoTex-BD China单细胞研究联合实验室经过近一年的研发测试和应用，正式投入科研服务应用。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/92a657b0-670f-473c-bf67-1ada9534cb59.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" width=" 469" height=" 310" style=" width: 469px height: 310px " / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(127, 127, 127) " BD(China)—Sinotech Genomics(中科普瑞)单细胞研究联合实验室 /span /strong /p p 　　中科普瑞自2018年3月BD(中国)-云泰生物单细胞研究联合实验室成立以来，联合实验室完成了多项技术研发测试，已获得了数百例肿瘤组织的单细胞全转录组测序数据，并针对性设计靶向panel进行验证，完成合作研发项目五十余项。 /p p 　　单细胞测序技术在2018年继续飞速发展，各类相关技术和应用纷纷上线，与此同时， strong 单细胞水平转录组与蛋白质组的检测，也逐渐广泛应用于免疫、癌症和干细胞等研究领域。 /strong BD公司旗下的单细胞平台—BD Rhapsody作为单细胞研究应用领域的利器，既可通过单细胞全转录组和靶向转录组测序的整合策略，在单细胞水平构建从新靶标发现到多样本验证的完整研究体系，又可利用其最新的BD& reg AbSeq assay检测单细胞水平的蛋白表达，实现特异高效的转录组和蛋白组的多组学研究方案。 /p p 　　 strong 为了更好地聚焦单细胞肿瘤临床研究应用，中科普瑞携其下属科研服务子公司—上海鲸舟基因推出单细胞研究系统解决方案。 /strong 立足于BD Rhapsody 单细胞研究平台开展单细胞全转录组和靶向转录组测序服务，并以单细胞肿瘤临床研究为中心，着力进行单细胞甲基化检测等技术研发和应用，进而建立涵盖单细胞甲基化研究、单细胞转录组研究以及单细胞蛋白组研究的立体式系统解决方案，为单细胞研究提供新的解决方案和思路。 /p p 　　 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 聚焦单细胞肿瘤临床研究 /strong /span /p p 　　肿瘤研究的逐步深入和高通量测序技术的不断精进促使了精准医疗策略的提出。而解析肿瘤组织内细胞的高度异质性，是实现更精确的癌症分型，选择更合理的个体化治疗策略的迫切需求。针对肿瘤组织及其免疫微环境的单细胞转录组测序可以帮助科学家绘制肿瘤组织内细胞的异质性转录组图谱，通过鉴别肿瘤细胞、基质细胞与浸润淋巴细胞的不同细胞亚群，来解析不同细胞亚群生物学功能异同，最终构建肿瘤细胞及免疫微环境的互作网络，并探究肿瘤细胞产生耐药或免疫逃逸等机制。 /p p 　　中科普瑞单细胞测序平台可利用高通量单细胞转录组测序技术，通过揭示肿瘤发生发展进程中各种细胞亚群转录组的变化与差异，助力科学家开展肿瘤的早期诊断、病情监测及预后判断等方面的研究。 strong 中科普瑞还与国家大数据中心进行战略合作，结合大数据共享和应用分析，通过单细胞转录组研究整合多组学和临床数据，构建健康与疾病的信息网络数据库，以期为不同遗传背景的患者提供个体化诊断及精准治疗。 /strong /p p 　　同时，中科普瑞还将利用BD& reg AbSeq assay这一单细胞蛋白组分析利器，大幅提高客户对其感兴趣的稀有或未知细胞的检测能力，以促进药物治疗反应、细胞治疗等肿瘤免疫学应用研究的进展。 /p p 　　 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 聚焦单细胞甲基化研究 /strong /span /p p 　　近年来，基于血浆ctDNA甲基化的肿瘤早期诊断、溯源及预后的技术突破，为肿瘤风险筛查和防治提供了新的曙光。DNA甲基化还可用于疾病分型、预后以及用药指导等临床领域。单细胞甲基化检测技术在未来的疾病研究与临床应用中有着光明前景和无限可能，既可从单细胞水平研究DNA甲基化修饰在组织分化、发育过程中的特异性，帮助医生判断转移癌组织的原发病灶，进而明确诊断疾病 还可针对特定肿瘤组织DNA甲基化修饰的异常，进行对应的诊疗指导或药物开发。 /p p 　　2018年3月以来，中科普瑞作为中国十万人甲基化组计划(表观星图计划)的项目实施方，通过与国内外基因组队列计划联动，建立中国人甲基化基准数据库，为表观遗传领域研究、应用和临床检测等建立基础数据库。表观星图计划除利用甲基化芯片进行甲基化基准数据库的建立外，还将利用BD(China) — Sinotech Genomics(中科普瑞)单细胞研究联合实验室在单细胞研究方面的技术优势，聚焦单细胞甲基化研究，以期为肿瘤的风险筛查和预防提供新的手段。 /p

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。

p style=" text-indent: 2em " 从二十世纪八十年代至今，世界上生产流式细胞仪的厂家几经变迁，BC & amp BD仍在，新玩家不断进入，并购重组各取所需，它们生产各种不同性能和功能的流式细胞仪。总体而言，呈现出以下的发展趋势： br/ /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 1. 应用对象从细胞到颗粒 /span /strong /p p 　　一般而言，流式细胞仪检测的对象是细胞，而且是呈独立状态的悬浮于液体中的细胞，即单细胞悬液。组织和器官中的细胞，必须用各种方法制备成单细胞悬液，才能进行检测。 /p p 　　细菌、浮游生物等也可以用流式细胞仪分析。 /p p 　　一些不是细胞的单个粒子，如病毒、细胞核、染色体、原生质体等也是流式细胞仪的检测对象。实际上，用“颗粒”而不仅仅是“细胞”来定义流式细胞仪的检测对象，显然更有代表意义。 /p p 　　因为流式细胞仪可以将“颗粒”视同为“细胞”来进行检测，在特制的微球上包被抗原，抗体或核酸探针，以微球为载体来检测各种可溶性蛋白、细胞因子、自身抗体、特定的核酸序列等，从而使流式细胞仪的检测对象扩展到分子范围。 /p p 　　Luminex公司的多重流式检测平台能够自一个微量反应孔中同时检测50、100甚至多达500种分析物，俨然成为这一技术的金标准。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 2. 检测颗粒尺度大大拓宽 /span /strong /p p 　　常规流式细胞仪检测颗粒的范围为0.5-50μm。 /p p 　　电荷分选流式细胞仪检测颗粒范围与喷嘴直径等相关，最大应到喷嘴直径的1/3-1/2，目前最大直径的喷嘴为200μm。 /p p 　　Union Biometrica公司的气流分选平台COPAS FP和BioSorter能够适应大到1500μm的颗粒，可以用于分选模式动物的卵和幼虫 模式植物种子与花粉 大体积细胞与细胞簇等。CytoBuoy公司的Cytosense也可以到1500μm。　　 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/aca8ce15-8bb8-42f4-8863-4675f7724835.jpg" title=" 01.jpg" alt=" 01.jpg" width=" 381" height=" 417" style=" width: 381px height: 417px " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " Union Biometrica公司气流分选流式原理图 /span /p p 　　通过光路优化，采用多角度光散射，使用特殊荧光探针，甚至加装紫色激光收集散射光信号，有些流式细胞仪可以实现0.2μm颗粒与噪音信号的鉴别。 /p p 　　Apogee着力于微颗粒分析，其A50-Micro plus散射光的检测低限至80nm，可用于循环微粒，外泌体及特殊微生物检测。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/28e29df6-ee87-449c-b362-20f9785b26ec.jpg" title=" 02.jpg" alt=" 02.jpg" width=" 311" height=" 320" style=" width: 311px height: 320px " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " Apogee A50-Micro plus /span /p p 　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　3.多种流路技术商品化 /span /strong /p p 　　绝大多数流式细胞仪基于鞘液流体动力学模式。 /p p 　　因为负压进样省去了庞大的压缩气源，可以灵活使用各种上样管，已经成为几乎所有公司新仪器的选择。 /p p 　　一般认为，流式细胞仪采用毛细管而非鞘液，容易被大的细胞或聚集细胞所阻塞，而且流动细胞难以准确聚焦，流速难以维持恒定。 /p p 　　Guava平台easyCyte(现被Luminex公司收购)通过负压进样，采用高压注射泵与PEEK管路，建立自稳流的微毛细管系统，据称解决了以上困扰，带来的好处是无需鞘液，产生废液也少。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/bebe5684-49c2-419d-aa5c-e4fc9f47041a.jpg" title=" 03.jpg" alt=" 03.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " Guava easyCyte(Luminex) /span /p p 　　Thermo公司声波流式细胞仪Attune NxT ，该产品利用超声波将细胞聚集在样品流中轴线上。进样速度至1mL/min时，也可以避免基于鞘液的流式的所谓轴流加宽和细胞分散现象，这一技术的最大优势是快速检测，同时对稀有细胞的分析比较有利。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/407f47e9-043f-4bea-a5ab-dcd240aebc70.jpg" title=" 04.jpg" alt=" 04.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " Thermo Attune NxT /span /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 4.从相对计数到直接绝对计数 /span /strong /p p 　　为满足统计学要求，流式细胞仪必须采集一定数量的细胞，仪器设定以细胞数为停止条件。传统流式细胞仪测试结果为相对计数，即目标细胞在某一总体系中的比值。 /p p 　　随着应用深入，人们发现比值的变或者不变，以及变化大小不能反映细胞的真实变化，绝对计数，即单位体积内的细胞数被证明更具实际价值。 /p p 　　最早是采用双平台法来解决以上问题，即用血细胞分析仪来获得白细胞，淋巴细胞等浓度，再结合流式细胞仪测定的百分比来计算被测细胞的绝对计数值。由于该法需要使用两种仪器，操作步骤多、变异系数大，不同实验室之间的差异也较大，因此应用受到限制。 /p p 　　后来人们采用微球法，即用已知浓度的微球作为参比，通过被测细胞和微球的比例关系来进行绝对计数，但因计数微球价格较为昂贵，实际应用受到限制。 /p p 　　近年来，厂家的共识回到了测定进样体积这一思路上来，替代微球法直接进行绝对计数，取得更为精确的结果。区别在于不同产品具体测定技术的差别。 /p p 　　蠕动泵：Accuri C6 Plus、CytoFlex /p p 　　注射泵：easyCyte、NovoCyte、CytoFlow /p p 　　流量传感器：FACSVerse、Bricyte E6 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/ccfa4c2d-589a-4fd1-8bcd-17e1112840b1.jpg" title=" 05.jpg" alt=" 05.jpg" / /p p style=" text-align: center " Sysmex CytoFlow系列TVAC体积测定原理 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 5.光路优化和光学新元件的应用 /span /strong /p p 　　庞大的水冷或气冷的激光器逐渐被小型化的固态激光器取代。 /p p 　　光纤传导应用越来越普遍。 /p p 　　光纤耦合让光能量传输更高效，而不为公司所专有。 /p p 　　雪崩光电二极管等等新检测器提供新的选择。请见专家分析： /p p 　　流式细胞仪是怎么“看见”光的? /p p 　　以及光学元件的神级组合让灵敏度达到新的高度。 /p p 　　MESF是仪器灵敏度衡量的标准，基于微球，基于鞘液。 /p p 　　不同公司没有约定俗成，不是那么容易比较，但就同一公司产品而言： /p p 　　BD FACSCelesta FITC 25 PE 15 /p p 　　Beckman Coulter CytoFlex FITC 30 PE 10 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 6.以多色分析为核心的新型光学技术的迅速发展 /span /strong /p p 　　早期流式细胞仪的主要应用还是细胞DNA含量测定，这一技术对设备要求不高，通常配备一个散射光和一个荧光信号的流式细胞仪就足以应付。随着新型荧光探针的不断开发和仪器软、硬件的逐步更新，流式细胞仪多色荧光分析得到了迅速发展，包括两个方面： /p p 　　单激光多色，如488nm激光同时激发7色，紫色激光同时激发10色 /p p 　　多激光：如10激光机器。 /p p 　　也包括两种新的光学设计机型： /p p 　　光谱流式，利用特殊的接受装置收集某范围内的全发射光谱，无需补偿，区别发射光谱重合度高的荧光染料对。目前有Sony公司SP6800Z和SA3800，Cytek公司的Aurora。 /p p 　　质谱流式，利用质谱原理对单细胞进行多参数检测的流式技术。这个名为CyTOF的平台最初由DVS Sciences公司开发，后被Fluidigm公司收购。仪器采用同位素标记抗体来标记或识别细胞表面和内部的信号分子，并根据流式细胞原理分离单个细胞，再用感应耦合等离子质谱(ICP-MS)观察单个细胞的原子质量谱，最后将原子质量谱的数据转换为细胞表面和内部的信号分子数据。2015年推出的Helios的检测通道达到135个，几乎没有信号重叠或背景噪音。 /p p 　　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/c79c2dc9-dc52-45a2-9c40-da860593a6cd.jpg" title=" 06.jpg" alt=" 06.jpg" style=" text-align: center " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " 来自CyTek网站，不代表本人观念 /span br/ /p p 　　必须注意的是，多色分析提供了多种细胞特性的相互关系图，从而更加精确地界定一种细胞亚群，更好地对不同细胞进行分类。但是，同时检测的荧光染料越多，需准确调节各通道之间的补偿，技术难度更大，因为其中包含的信息量非常大，错误信号掺杂的概率也相应增加，所以数据分析时需格外注意，一般需采用不同的标记方案多次相互验证才能得出重要结论。光谱流式和质谱流式的出现克服了补偿问题。 /p p 　　但是，荧光染料匹配仍未解决，毕竟不是每个激光器都能如设计所愿，同时激发6色，7色到10色，甚至如光谱流式所希望的16色或者32色。所以，对20色以上多色分析仪器来说，标称往往都是理论，至少在目前还是设计师的想象。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 7.数据处理能力不断提升 /span /strong /p p 　　随着数字化技术的引入，以及数据处理系统的升级，流式细胞仪的数据处理能力得到极大提升。 /p p 　　数据处理速度：反映数据扫描频率，用Hz表示。 /p p 　　处理精度：信号采集精度，用比特表示，反映采集通道多少。目前仪器一般在20比特(2的20次方，100万通道)以上，最高达32比特(43亿通道)。 /p p 　　线性范围：目前一般在105以上，最高到107。 /p p 　　单文件存储能力：反映文件储存能力，对稀有细胞分析有利。 /p p 　　数据能力的提升直接影响到仪器的分析和分选速度。 /p p 　　速度的提升是光路，流路和数据采集系统三者共同优化改善的结果。 /p p 　　传统的流式细胞仪，分析速度不超过10000 events/s，新上市产品基本达到25000 events/s(注意：不是细胞/s)以上，如Beckman Coulter公司CytoFlex为30000 events/s，Cytek公司Aurora 为35000 events/s ，BD公司的LSRFortessa 为40000 events/s with beads，Bio-Rad公司ZE5为100000 events/s。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/eb697251-c070-476d-8a38-812717426182.jpg" title=" 07.jpg" alt=" 07.jpg" style=" text-align: center " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " Bio-Rad ZE5 /span br/ /p p 　　BD公司FACSCalibur的机械分选，速度只有300/秒，对少量细胞收集困难，须配用浓缩系统进行细胞回收 捕获管的移动和浓缩系统对细胞的机械损伤大，影响分选目的细胞功能特性 由于捕捉器移动不可避免地影响到流路稳定，造成不确定性 机械装置较难彻底清洗消毒。机械式分选已被速度更高的电荷分选所完全取代。 /p p 　　如BD公司FACSAria III(70 psi /90 kHz)和InFlux(60 psi /100 kHz) 四路分选，纯度& gt 98%，得率& gt 80%, 分选速度25000 events/s，继续提高分选速度，纯度不受影响，得率会按Poisson分布下降。 /p p 　　Beckman Coulter公司的MoFlo XDP和MoFlo Astrios EQ，据称有效分选速度达到70000细胞/s。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 8.仪器不断小型化到微流控 /span /strong /p p 　　追求小型化，几乎是所有流式制造商开发新产品的共识。 /p p 　　看一组数字：主机W x D x H /p p 　　 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong BD /strong /span Accuri C6 plus / FACSVia /p p 　　37.5 x 41.9 x 27.9 cm /p p 　　 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong BD /strong /span FACSVerse / FACSlyric /p p 　　63.2 x 57.9 x 57.9 cm /p p 　　 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong BD /strong /span FACSCelesta /p p 　　58 x 61 x 59 cm /p p 　　 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong Beckman Coulter /strong /span CytoFlex /p p 　　42.5 x 42.5 x 34 cm /p p 　　 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong Miltenyi Biotec /strong /span MACSQuant /p p 　　60 x 35 x 40 cm /p p 　　 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong Thermo /strong /span strong /strong Attune NxT /p p 　　58 x 43 x 40 cm /p p 　　 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong Cytek /strong /span Aurora /p p 　　54 x 52 x 52 cm /p p 　　 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong Mindray /strong /span BriCyte E6 /p p 　　50 x 55 x 50 cm /p p 　　“小”意味着节省空间，容易安装和转移，“小”更值得期许的是减少样本体积，降低试剂消耗，提高检测速度，以及缩小空间所带来的光电及液路的改善。 /p p 　　微流控技术兴起于上世纪90年代，顾名思义就是使用微通道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体。 /p p 　　On-chip公司于2012年推出了世界上第一台微流控芯片流式On-Chip Sort，以低压对细胞进行分选，降低对细胞的损伤 简化实验操作 容易实现系统的无菌 使用一次性交换型模块，减少样品间交叉污染 无需清洗流路通道。Miltenyi Biotec公司的MACSQuant Tyro、Namocell公司的Namocell等亦先后推出类似的微流控流式分选产品。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/4447d8ae-2611-4183-8988-ecc0f9183d53.jpg" title=" 08.jpg" alt=" 08.jpg" width=" 485" height=" 215" style=" width: 485px height: 215px " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " on-chip公司之on-chip sort /span br/ /p p 　　Sony公司分选平台的两大核心技术即为所谓的CoreFinder全自动校准技术和可更换式微流体芯片的液路设计。最新型号MA900，全自动光路及液流校准 立体式双光斑四激光激发，最多同时检测12色荧光 四路分选。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/16b8cd31-0eb3-44ff-bd93-1450cf1ba662.jpg" title=" 09.jpg" alt=" 09.jpg" width=" 415" height=" 293" style=" text-align: center width: 415px height: 293px " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " Sony MA900 /span br/ /p p 　　专门生产分析型微流控流式的制造商Handyem公司，针对微流控装置容易导致细胞黏附和堵塞的问题，于2015年推出HPC-150(国内品牌深圳芯凯瑞)，采用双高精度玻璃注射泵代替蠕动泵或单注射泵，据称克服了上一代产品易见的流路堵塞沉积等问题。 /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 9.融合显微成像技术和流式细胞术 /strong /span /p p 　　细胞生物学两大技术平台分别基于显微镜和流式，前者以形态分析为优，可提供详细的细胞图像信息，但解释主观、费时费力 后者以统计学见长，却缺乏成像能力，因此无法了解亚细胞定位。 /p p 　　融合显微成像技术和流式细胞术的图像流式细胞仪，以Amnis平台为代表(现被Luminex公司收购)，最新型号ImageStreamX Mark II，从细胞经过流动池开始即按线性分拆进行分线性照相，其冷CCD采用时间延迟积分方式进行信号采集，每一个样本的分析都生成该样本中所有细胞的荧光强度测量参数和图像数据库，包括“每个细胞”的明场、暗场以及荧光图像。 /p p 　　对于微弱荧光信号可以通过明视野细胞图像辅助设定遮罩，特定加强遮罩下细胞荧光信号，实现对微弱荧光图像的捕捉和分析。 /p p 　　系统可以对每个细胞分析超过500种量化参数，包括细胞整体的散射光和荧光信号强度，以及对细胞形态，细胞结构及亚细胞信号分布的分析。 /p p 　　图像流式细胞仪无须为了得到细胞群统计学资料而损失丰富的形态信息，也无须为了获得细胞细节而损失统计学功能。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/9d9b7215-7328-4a75-9018-1c4425cc45d0.jpg" title=" 010.jpg" alt=" 010.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " Amnis图像流式细胞仪ImageStreamX Mark II /span /p p 　　Sysmex公司最近推出MI-1000，自动检测多达10000细胞的图像荧光。 /p p 　　Union Biometrica公司的气流分选平台COPAS VISION也加入了明场图像。 /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 10.专业化和临床型仪器纷纷面世 /strong /span /p p 　　CytoBuoy公司生产多种用于水体微型生物分析的流式细胞仪，如CytoBuoy安放在浮标上 CytoSub具有特殊的耐压装置，以及内部鞘液循环处理装置，不需外部加入鞘液，可在水下200米使用。Bentley Instruments 公司和Delta Instruments 公司公司专门提供牛奶场使用的专项检测仪器。 /p p 　　临床市场是商品流式细胞仪最具潜力的发展方向。但是，诊断流式试剂的研发和报证，以及符合检验流程的仪器开发，与不断增长的临床应用需求并不匹配。 /p p 　　一些公司推出了专门的小型流式细胞仪，用于CD4细胞的快速计数，如FACSCount、CyFlow Counter等。 /p p 　　迈瑞公司面向临床用户工作流程和场景推出BriCyte E6，针对淋巴细胞亚群分群等临床常规分析，可以实现检验仪器常有的一键得结果，免去繁复的电压和补偿调整，其LIS的双向通信，数据管理都非常符合临床诊断的期望。类似思路在后来上市的BD公司FACSlyric也有体现。 /p p 　　老牌血球生产厂商Sysmex 在收购Partec后的第五年，推出了PS-10流式样本前处理系统，配合新款流式XF-1600，实现样本处理、离心和检测的全自动化流程。详情请见： /p p 　　全自动流式检测时代的来临! /p p 　　可以期待，流式细胞仪未来将会作为一个重要的组成部分被整合到血液细胞分析流水线上，在这个系统中，血液细胞分析仪提供血常规结果和异常报警信息，流式细胞仪则根据这些信息对异常细胞进行不同策略的精细鉴别。 /p p style=" text-indent: 2em " strong style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 112, 192) " span style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 112, 192) " 了解 a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/144.html" target=" _self" style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 112, 192) " 详情请进入流式细胞仪专场 /a /span /strong /p

近期，复旦大学研究团队在《ACS Nano》上发表了题为“Sequentially Triggered Bacterial Outer Membrane Vesicles for Macrophage Metabolism Modulation and Tumor Metastasis Suppression”的研究，证实了定向调节巨噬细胞的可能性，同时该团队开发的递送系统可实现对肿瘤微环境中不同类型细胞的靶向调节作用。　　肿瘤微环境中不同类型细胞代谢过程存在异常，许多研究尝试通过调节肿瘤细胞和其他细胞在肿瘤微环境中的代谢途径来抑制肿瘤生长。细菌外囊泡因其外泌体样结构，可作为核酸药物的载体被巨噬细胞吞噬，从而完成对巨噬细胞的基因靶向治疗。基于此，该团队设计了一个以细菌外囊泡为载体的化学药物与Redd1-siRNA的共递送系统。同时，研究人员通过在细胞外囊泡表面增加甘露糖修饰以加强对M2巨噬细胞的靶向作用。通过乳腺癌模型，该团队观察到巨噬细胞活化、肿瘤免疫激活和肿瘤微环境重塑等现象，证明该系统具有较大的研究潜力。　　该研究初步实现了对肿瘤的定向共递送作用，为后续肿瘤递送研究提供了一个新思路。 　　注：此研究成果摘自《ACS Nano》杂志，文章内容不代表本网站观点和立场。　　论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c05613

前所未有的全自动高精度单细胞操纵平台！多功能单细胞显微操作FluidFM技术首次将原子力系统、显微成像系统、微流控系统、活细胞培养系统融为一体的单细胞显微操作平台，其核心技术——FluidFM技术采用了纳米级别中空探针，完美实现了单个细胞水平、fL级别超高精度、全自动化的细胞及细胞器的操作。是一套超温柔，纳米级，全自动的细胞操纵方案。这项技术将传统细胞显微操作实验无法触及领域的大门彻底打开，科学家可以在单个细胞上实现前所未有的精妙操纵。其主要功能包括单细胞提取、单细胞分离、活细胞细胞器移植、单细胞注射、单细胞力谱等。图1 FluidFM技术整机外观及原理示意图在活细胞中也能进行细胞器操纵？多功能单细胞显微操作FluidFM技术首次实现活细胞间线粒体移植线粒体和复杂的内膜系统是真核细胞的重要特征。到目前为止，对活细胞内的细胞器进行操纵仍然十分困难。多功能单细胞显微操作FluidFM技术能够从活细胞中提取、注射细胞器，将定量的线粒体移植到细胞中，同时保持它们的活力。近期，Julia A. Vorholt课题组使用多功能单细胞显微操作FluidFM技术，将线粒体移植至培养的细胞中，并实时跟踪线粒体注射后的情况，监测它们在新宿主细胞中的命运。通过跟踪，作者发现与受体细胞线粒体网络融合发生在移植后20分钟，持续16小时以上。活细胞之间移植线粒体不仅为细胞器生理学的研究开辟了新的前景，也为机械生物学、合成生物学和疾病治疗开辟了新的前景。该篇文章以” Mitochondria transplantation between living cells.”为题，发表在BioRxiv.上。1从活细胞中提取线粒体在FluidFM负压下的线粒体小体会经历形状的转变，类似于“串上珍珠”的形态。其特征是离散的线粒体基质球体状，并且通过细长的膜结构相互连接，在进一步负压拉力的作用下，这些球状结构最终被拉断，并在悬臂中呈现为球状线粒体（图2）。当牵引力保持数秒后，OMM在先前形成的“珍珠”之间的一个或多个收缩点分离，从而产生独立的球形线粒体，而管状结构的其余部分放松并恢复。图2 提取线粒体后的FluidFM悬臂探针的显微图像及示意图2线粒体移植至新细胞研究人员的下一个目标是将线粒体移植到新的宿主细胞中，并保持细胞活性。FluidFM技术为线粒体转移提供了最佳的两步走方案：第一步，用FluidFM技术直接提取线粒体，第二步，将提取的线粒体注入到新的宿主细胞中。该方案的成功率高达95%，而且保持了细胞活力，其优点是细胞器在细胞外停留的时间短(作者标记供体细胞的线粒体(su9-mCherry)和受体细胞的线粒体(su9- BFP)，能够观察移植细胞线粒体网络的实时状态（图3）。实验跟踪了22个细胞的移植命运：18个细胞显示移植的线粒体完全融合，4个细胞的线粒体发生降解。多数细胞样本(18个细胞中的14个)在移植后30分钟内首次观察到融合事件而后扩展到线粒体网络。综上所述，作者建立了将线粒体转移到单个培养细胞的方法。该方案显示移植后细胞活力高，允许观察移植后线粒体的动态行为，是一种高效方案。图3 单个移植线粒体的延时图像序列(su9-mCherry)。细胞器供体为HeLa细胞，受体细胞为U2OS细胞，带有荧光标记线粒体网络(su9-BFP)。Scale bar = 10 μm。本文使用的FluidFM技术采用微型探针，可以在微环境中以高时空分辨率操纵单细胞或者对单个细胞进行采样，并与组学方法相结合，使细胞器的研究成为可能。FluidFM技术将原子力显微镜的高精度力学调节手段与光学检测下的纳米尺度微流控系统相结合，提供与单细胞操作相关的力学和定量的体积控制。这些特性在现有微型探针中是独一无二的，在本研究中，作者将FluidFM单细胞技术用于活细胞真核内和细胞间的细胞器微操作。成功实现了活细胞之间的线粒体移植。单个线粒体移植视频该研究将启发人们将FluidFM技术应用于更多领域，例如，干细胞治疗中低代谢活性细胞的再生，作为线粒体替代治疗方法的一种备选方案等。此外，FluidFM技术为解决细胞生物学、生物力学和细胞工程等问题提供了新的视角。