【字体: 时间:2022年12月27日 来源:Lab on a Chip

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  中国科学院青岛生物能源与生物工艺技术研究所(QIBEBT)的研究人员提出了一种新技术,称为光镊辅助池筛选和单细胞分离(OPSI)系统,该系统可实现99.7%纯度的目标细胞分选,所有工作都是实时完成的。

   

Versatile, facile and low-cost single-cell isolation, culture and sequencing by optical tweezer-assisted pool-screening    

通过光镊辅助池筛选实现多功能、简便和低成本的单细胞分离、培养和测序    


中国科学院青岛生物能源与生物工艺技术研究所(QIBEBT)的研究人员提出了一种新技术,称为光镊辅助池筛选和单细胞分离(OPSI)系统,该系统可实现99.7%纯度的目标细胞分选,所有工作都是实时完成的。

这项研究发表在11月29日的《Lab on a Chip》上。

目前的细胞分选方法不能有效地对各种大小的细胞进行分选,同时保持它们在未来测试中的生存能力。与目前使用的方法相比,OPSI技术降低了成本和资源消耗。它还节省时间,这在处理异常细胞或病原体时是至关重要的。

想象一下一把普通的镊子:它们用来抓取小的,通常是不需要的东西,比如散落的头发或碎片。光镊子利用了同样的想法,但它不是一个金属物体,而是一个高度聚焦的激光,可以保持、操纵和移动所需的物体,在这种情况下,目标细胞。

在处理需要进一步研究的癌变细胞或其他靶细胞和病原体时,能够挑选或“镊子”出某些细胞就很方便了。这种光镊被用于微流控芯片中的细胞池,通常是一个玻璃载片,在材料中模压出微通道。一旦识别出目标细胞(通常是通过靶向荧光、拉曼成像或明场显微镜),就可以很容易地将其包装在微液滴中,并以“一细胞一管”的方式输出,以便后续扩增和分析。

QIBEBT单细胞中心的论文第一作者XU Teng说:“以精确索引的方式对靶细胞进行实时图像分类,对于直接从临床或环境样本中测序或培养个体人类或微生物细胞是理想的,然而,现有方法的多功能性有限,因为它们通常不能广泛适用于所有细胞大小。”

为了进一步测试这种方法的有效性,只使用0.1%的GFP的混合物大肠杆菌荧光细胞很容易在不同大小的其他细胞的混合物中检测和分离。

QIBEBT单细胞中心工程师、联合第一作者LI Yuandong说:“使用OPSI可以精确分离和广泛的细胞大小,不仅可以轻松获取目标细胞,还可以大大减少研究样本所需的体积。”在微滴中分离和捕获目标细胞还能保持细胞信息的高质量,从而在最小化所需资源的同时检测更多的基因。“当涉及到稀有或小样本时,这一点尤其重要,因为它们很容易在一次测试中被消耗殆尽,甚至可能无法保持样本的质量。”

“利用宽视场成像的优势,而不是在流动的溪流中逐个检测单个细胞,可以非常快地识别目标细胞,”共同通讯作者,来自QIBEBT单细胞中心的XU Jian教授说。OPSI还实现了99.7%的靶细胞分选纯度,10~20个细胞/分钟的速度提高了10倍。

领导这项研究的QIBEBT单细胞中心的MA Bo教授表示,下一步,将基于人工智能的自动识别引入这种OPSI芯片方法,以及自动操作步骤,可能会进一步提高吞吐量,并大大拓宽该技术的使用范围。

Versatile, facile and low-cost single-cell isolation, culture and sequencing by optical tweezer-assisted pool-screening

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