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长光辰英公司单细胞精准分选仪研制成功——突破我国单细胞精准分选产业化应用瓶颈

实验室资讯网时间:2019-05-06 点击: 百度搜索

【导读】2019年2月,长春长光辰英生物科学仪器有限公司自主研发的单细胞精准分选仪研制成功,这台分选仪也是目前世界上公开发布的第一款基于激光精准分选技术的商业化单细胞分离产品。该设备可实现对复杂生物样本中单细胞的精准分离,具有无标记、非接触、准确率高、广泛适用等特点。利用这台仪器,与......
TAG标签: 瓶颈 单细胞精准分选仪 长光辰英 单细胞精准分选 产业化应用

2019年2月,长春长光辰英生物科学仪器有限公司自主研发的单细胞精准分选仪研制成功,这台分选仪也是目前世界上公开发布的第一款基于激光精准分选技术的商业化单细胞分离产品。该设备可实现对复杂生物样本中单细胞的精准分离,具有无标记、非接触、准确率高、广泛适用等特点。利用这台仪器,与单细胞图像智能识别软件、自动化分选与收集装置相结合,可实现高效、自动化单细胞分选,突破了我国单细胞研究与产业化应用瓶颈。目前,该仪器全面进入量产发售阶段。

细胞是生物组成的基本单元,每个细胞在生命过程中都扮演着独特的角色。因此只有在单细胞水平上进行研究,才能解析生命最深层次的运作机制。我国科技部最新发布的《“十三五”生物技术创新专项规划》明确提出要发展的颠覆性技术有“新一代生物检测技术:发展单细胞分离技术”。长春长光辰英生物科学仪器有限公司自主研发的单细胞精准分选仪采用激光精准分选技术,其原理为:利用激光与物质相互作用,非接触性地将附着在芯片上的目标单细胞从复杂的生物样本中弹射至接收装置中,从而实现直观、准确的单细胞分离。

长光辰英公司单细胞精准分选仪研制成功——突破我国单细胞精准分选产业化应用瓶颈

单细胞精准分选仪。

长光辰英公司单细胞精准分选仪研制成功——突破我国单细胞精准分选产业化应用瓶颈

单细胞精准分选技术原理图

与传统的流式细胞分选技术相比,该技术不对细胞进行任何“修饰”,即可实现精准分选,可最大程度保持细胞本来的状态;同时,对不同类型、尺寸的细胞具有良好的普适性,可应对各种性状的复杂生物样本,特别适用于微生物单细胞分选。另外,该仪器具有良好的兼容性,可与多种细胞识别装置耦合,实现特异性单细胞分选。例如,单细胞精准分选模块与共聚焦拉曼显微镜耦合,可根据拉曼光谱这一单细胞“分子指纹”,实现单细胞非标记识别与精准分选;与荧光显微镜耦合,可根据已知特异性表型单细胞的荧光标记,实现快速、精准分离;与光学显微镜耦合,可根据形态、大小、染色结果识别细胞,实现最直观的单细胞分选。

单细胞精准分选仪为环境、临床等复杂生物样本中的单细胞,特别是微生物分选提供先进可靠的技术手段。自然界中有99%微生物至今尚不可培养,其中包含着可观的未开发资源以及生命起源与演化的奥秘。单细胞精准分选仪能够在单细胞水平上实现对目标微生物的分离,结合基因测序技术,建立单细胞表型与基因型的联系,突破了群落中功能基因难以验证这一生物学长久以来面临的困境;同时基于微生物单细胞的代谢机制研究,使未培养微生物的纯菌株获取成为可能,开创微生物单细胞基因组学研究的新方法,拓展人类对未知微生物世界的探索与资源利用。从而在医疗、健康、制药、环境等领域发挥重要作用。

在医疗领域,单细胞精准分选仪可通过单细胞智能识别及高通量分选功能,从血液、尿液等成分复杂的临床样本中,快速定位并分离病原微生物,替代耗时很长的微生物纯培养过程,大大缩短感染性疾病的致病菌诊断周期,从而指导用药,为患者特别是重症感染患者争取黄金治疗期,同时防止抗生素滥用。

在健康领域,单细胞精准分选仪为个体化肠道微生物分析提供有力工具。肠道微生物对人体健康的重要性逐渐被认识,但肠道微生物的功能需要在微生物生态环境中体现。单细胞精准分选仪可以将粪便样品中的肠道微生物进行菌群分离,结合下游的基因测序技术,实现个体化健康分析与疾病预测。同样地,单细胞精准分选仪对其他与疾病相关的人体微生物(如口腔、皮肤微生物等)的分析,同样具有重要意义。在肿瘤医学方面可以对癌细胞做到单细胞水平的诊断,为早期癌症筛查和治疗提供基础。再生医学还可以为干细胞或特殊细胞的制备提供有力的工具。这项技术还可以拓展到细胞3D打印的领域。

在生物制药领域,单细胞精准分选仪可实现对具有特殊生理功能或代谢产物的工程微生物的快速筛选,缩短工程菌制备周期。另外,通过从复杂的微生物群落样本中定向分选出特殊功能菌株,结合基因测序分析其功能性基因序列,再应用分子克隆技术构建更高效的多功能制药菌。从而极大加速了新药研发进程,促进生物医药产业发展。

在环境微生物资源开发利用中,自然界中90%以上的微生物目前尚不可培养,其中蕴含了丰富的未开发资源,包括益生菌、可降解污染物的菌、产药菌、维持生态环境的关键微生物等。单细胞精准分选仪为加快深海、高原、极地等特殊自然环境中微生物资源的开发与利用提供了前沿性技术手段。

中科院长春光机所于2017年开始单细胞精准分选仪产业化研究,并于2018年初投资成立了长春长光辰英生物科学仪器有限公司。在不到一年的时间里,团队由最初3人到现在30余人,申请核心技术专利2项,成功研发出三代单细胞精准分选仪,为我国在成熟的单细胞分选技术以及商品化单细胞分选设备方面开创了新途径,为单细胞研究打下良好基础。

随着单细胞研究已成国际科研热点,单细胞的产业化应用必将是未来精准医疗、生物制药、全民健康、环境资源等众多行业的发展方向。长春长光辰英生物科学仪器有限公司单细胞精准分选仪的研制成功,突破了我国单细胞研究与产业化应用最大瓶颈,为探索单细胞生命科学提供一个有效方法,为解密生命密码提供一个有力工具。

(本文来源:人民网-吉林频道 )

(责任编辑:大林)

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