Science：超快速分选细胞的“鬼影”系统

　　

最新一期的《Science》杂志介绍了一种全新的细胞分选平台，名为Ghost Cytometry（听上去有点恐怖）。这个系统融合了新颖的成像技术和大热的人工智能，能够快速分选任何细胞，包括那些大小和形状相似的细胞。

日本东京大学的科学家领导了这项研究。他们希望通过这种方法来鉴定和分选在患者血液中循环的癌细胞，从而加速药物开发，并提高细胞治疗的质量。

论文的通讯作者、东京大学的副教授Sadao Ota说：“Ghost Cytometry将对那些需要在实验室中分类细胞的研究人员大有帮助，并将让那些需要快速、准确地分离和诊断细胞样品的临床医生和患者受益。”

在论文中，研究人员证实Ghost Cytometry至少能够分选两种大小和形状相似的细胞，且错误鉴定的细胞非常少。这种设备能以每秒1万个细胞的速率鉴定细胞，并以每秒几千个细胞的速率分选细胞。现有的细胞分选设备无法区分外形相似的细胞，而专家利用显微镜来分选细胞的效率非常低。

大家也许纳闷，细胞分选仪为何起这个名字？这是因为这种技术只分析极少量的光波数据，而无需将任何光数据转换为图像；它是一种无图像成像技术。与之不同，目前鉴定细胞的各种方法依赖于细胞的显微镜图像，然后通过图像识别软件或人工观察来对细胞进行分类。这就让实时、高通量的细胞分选成为一个难以实现的目标。

Ghost Cytometry每次发射一个细胞，使其穿过单像素检测器相机下方的狭窄通道，而这种相机可探测每个细胞发出的荧光光波。Ghost Cytometry无需将它们转换成完整的图像就可以对光波进行解释。配有机器学习算法的电路学习每种细胞类型的独特光波模式，从而在10微秒内识别细胞。电路随后发送电信号，以便在细胞流过时将其推入正确的分选通路。

机器学习系统不需要图像来分析细胞，但是如果研究人员需要图像进行额外的分析，那么单像素检测器相机也能够捕获足够的信息，以便通过数字化方式重建细胞的传统二维图像。

研究团队中的一些成员组建了ThinkCyte公司，计划对Ghost Cytometry进行商业化。同时，ThinkCyte还与研究机构合作，利用Ghost Cytometry开展肿瘤学和再生医学的临床研究项目。他们开发了Ghost Cytometry设备的样机，计划在2019年将研究用的测试版产品商业化。（生物通 薄荷）

原文检索

Ghost cytometry

Science  15 Jun 2018:
Vol. 360, Issue 6394, pp. 1246-1251
DOI: 10.1126/science.aan0096