微流控細胞力學性質高通量表征系統(tǒng)

來自德國的高通量單細胞形變測量分析系統(tǒng)

      該系統(tǒng)是一套基于微流控流體壓力梯度的、在倒置顯微鏡的擴展起來的、集成流式細胞儀特性、熒光檢測模塊、溫控模 塊、高速成像和數(shù)據(jù)采集分析軟件的高通量單細胞實時形變測量和單細胞力學性質分析系統(tǒng)。是一種以流式細胞儀的速度檢測單個細胞形態(tài)和力學性質的技術，每個細胞都被實時拍攝、分析和成像存儲。 此外，非破壞性的力量應用于細胞，提供一種方便，穩(wěn)健和高通量的技術進行生物標志物的檢測，可用于基礎科學和臨床研究。

探索細胞的物理特性作為生物標志物,可以將非破壞性的力量應用于細胞或珠子，并觀察它們的變形。 這允許研究對物理壓力的特定機械響應。

將細胞生物力學特性同流式細胞儀有機的結合起來，能夠在單細胞水平下，高通量、無生物標記物的條件下，快速研究細胞的生物力學特性。

微流控細胞力學性質高通量表征系統(tǒng)為了給細胞加載力學刺激，單個細胞被泵驅動通過橫截面略大于細胞的橫截面的微通道。細胞周圍的流體的壓力梯度創(chuàng)造出一個流動剖面而影響細胞的水動力學。通過流體的流速和粘度可控制作用于細胞上的力。單細胞水平的機械力特性表征，可以有效闡明細胞的功能和狀態(tài)，揭示細胞的單體差異性，對于細胞的分化和病理研究，以及疾病的早期臨床診斷和治療具有非常重要的意義。

優(yōu)勢亮點：

• 機械力學作為一種新的生物標志物--溫和無損傷

• 無標記

• 非破壞性的力量

• 高速測量單個細胞的實時形變（高度、寬度、面積、比例）、高度偏差、環(huán)度衡量比、孔度、亮度、楊氏模量等

• 細胞機械特性測量高通量（1000細胞/秒）

• 配有高速成像、熒光檢測、溫控模塊

• 不需要細胞分離/純化

• 文獻量大、級別高文章達數(shù)十篇

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實時形變

成像

每個細胞被同時拍照、分析和儲存。 這允許通過它們的光學特性來找到小亞群或區(qū)分細胞。 另外可以研究像表面拓撲或細胞對光的衰減的形態(tài)特性。

• 每個獲取圖像的存儲

• 快速訪問細胞大小和形態(tài)

流式細胞技術

細胞通過微流通道時,提取細胞變形、亮度和大小等參數(shù)，同時。 這允許實時地研究細胞屬性。

• 可溫控和熒光檢測

  實時變形細胞計數(shù)和同時熒光檢測：




•  熒光模塊使得該系統(tǒng)不再只是附加了一個額外的細胞力學檢測通道的流式細胞儀。它成為了生命科學實驗室的得力工具 - 提供了更多視角來解決科學問題。在生物學研究中通常使用熒光流式細胞儀來鑒定和定量細胞和細胞過程。使該系統(tǒng)集熒光流式細胞儀和實時變形的點于一身，形成了實時熒光形變細胞儀。光片激發(fā)設計可實現(xiàn)三通道1D熒光成像。除了所有實時變形參數(shù)外，系統(tǒng)還會分析熒光信號實時得到峰圖，速度可達每秒1000個細胞。也可在實驗后處理保存的原始熒光數(shù)據(jù)，以針對特定的問題和需 求修改處理方法。

• 1)根據(jù)表面marker鑒定血細胞：

  熒光模塊可檢測和鑒定同一樣品中的三種不同熒光。利用標記的表面熒光蛋白可同時實現(xiàn)細胞鑒定和力學性質及形態(tài)性質測量。 下圖為 G-CSF動員的外周血樣品細胞群體。 標記后的細胞表面markers CD3-FITC (T-cells)， CD34-PE (造血干細胞)和CD14-APC(單核細胞)熒光強度檢測 揭示了各細胞類型所具有的不同力學性質。

  
  

• 2)一維熒光成像：

  熒光模塊在激發(fā)光路徑中產(chǎn)生一束受限光片，穿過流道，細胞會經(jīng)過一束很窄的激發(fā)光幕。這樣可以進行1D熒光成像，例如可用于解析沿流動方向的熒光標記結構的側向分布。檢測到的熒光峰值帶有很多重要信息。熒光標記的胞內結構（如細胞核）會顯示窄峰，而胞質會顯示出更寬的峰。不同分裂期細胞中標記的組蛋白也會呈現(xiàn)出不同的峰圖.

  
  

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  加熱模塊 - 溫度控制

  加熱模塊實現(xiàn)了生理溫度下的測量。加熱模塊帶有一個300 W的加熱器和幾個靜默通風機來有效混合熱空氣?？拷鼧悠诽幱幸粋€傳感器和一個控制單元，用以j確地將溫度控制在所需值。系統(tǒng)的空氣循環(huán)系統(tǒng)非常高效，當進行開放操作（如更換樣品）后可以迅速恢復溫度。

  
  高速攝像

  該成像模塊是款高速明場攝像顯微鏡,使用同步化微秒高強度LED光源減輕運動模糊,可進行j慢運動攝影.每秒可記錄500幅幀圖像或10000幀小區(qū)域圖像