2019年4月29日,在吉林長春國家光電國際創(chuàng)新園,一個小型會議正在召開,對媒體公布了一個好消息:2019年2月,中科院長春光機(jī)所李備團(tuán)隊研發(fā)的單細(xì)胞精準(zhǔn)分選儀研制成功,這臺分選儀也是目前世界上公開發(fā)布的第一款基于激光精準(zhǔn)分選技術(shù)的商業(yè)化單細(xì)胞分離產(chǎn)品。該設(shè)備可實現(xiàn)對復(fù)雜生物樣本中單細(xì)胞的精準(zhǔn)分離,可實現(xiàn)高效、自動化單細(xì)胞分選,突破了我國單細(xì)胞研究與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用瓶頸。
與傳統(tǒng)的流式細(xì)胞分選技術(shù)相比,該技術(shù)不對細(xì)胞進(jìn)行任何“修飾”,即可實現(xiàn)精準(zhǔn)分選,可最大程度保持細(xì)胞本來的狀態(tài);同時,對不同類型、尺寸的細(xì)胞具有良好的普適性,可應(yīng)對各種性狀的復(fù)雜生物樣本,特別適用于微生物單細(xì)胞分選。
自主研發(fā),突破瓶頸,一躍進(jìn)入世界先進(jìn)行列
單細(xì)胞精準(zhǔn)分選儀是目前世界上公開發(fā)布的第一款基于激光精準(zhǔn)分選技術(shù)的商業(yè)化單細(xì)胞分離產(chǎn)品。
該設(shè)備可實現(xiàn)對復(fù)雜生物樣本中單細(xì)胞的精準(zhǔn)分離,具有無標(biāo)記、非接觸、準(zhǔn)確率高、廣泛適用等特點(diǎn)。
其原理為:這項技術(shù)的原理為激光與特殊介質(zhì)的相互作用,這個過程就好比讓細(xì)胞安置在飛機(jī)的彈射座椅上,當(dāng)鎖定目標(biāo)細(xì)胞后,就操作彈射座椅,將此細(xì)胞從群體中分離出來。
利用這臺儀器,與單細(xì)胞圖像智能識別軟件、自動化分選與收集裝置相結(jié)合,可實現(xiàn)高效、自動化單細(xì)胞分選,突破了我國單細(xì)胞研究與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用瓶頸。
百步穿楊、隔空取物,看單細(xì)胞精準(zhǔn)分選儀有何神功
與當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的流式細(xì)胞分選技術(shù)相比,單細(xì)胞精準(zhǔn)分選技術(shù)有兩項獨(dú)門絕技:百步穿楊和隔空取物。
百步穿楊:對于由成千上萬個細(xì)胞組成的生物樣本,流式細(xì)胞分選更擅長將其中尺寸較大(10微米以上)、類型相同的細(xì)胞分選出來,但對于尺寸幾微米甚至更小的微生物細(xì)胞、或某個特定的目標(biāo)細(xì)胞分選,流式細(xì)胞儀就顯得有些力不從心了。而單細(xì)胞精準(zhǔn)分選儀通過與顯微成像系統(tǒng)配合,可對復(fù)雜生物樣本中任一目標(biāo)細(xì)胞進(jìn)行分選,真正實現(xiàn)“精準(zhǔn)分選”。
隔空取物:流式細(xì)胞分選分選過程中,高流速容易對細(xì)胞造成損傷;而單細(xì)胞激光彈射技術(shù)在分選時,激光只作用于分選芯片的特殊材料上,目標(biāo)細(xì)胞隨材料一起被彈出,這種隔空取物的方式幾乎對細(xì)胞沒有損傷。
憑著這兩項絕技,單細(xì)胞精準(zhǔn)分選儀可以實現(xiàn)對復(fù)雜環(huán)境樣品中具有特殊功能的細(xì)胞進(jìn)行分選、研究和培養(yǎng),可能促進(jìn)醫(yī)療、健康、制藥、環(huán)境等領(lǐng)域產(chǎn)生重大突破。
不僅如此,單細(xì)胞精準(zhǔn)分選儀在成本價格上較流式細(xì)胞分選儀也有明顯優(yōu)勢,更為重要的是它打破了國外廠商在細(xì)胞分選技術(shù)上的壟斷,將使單細(xì)胞分選技術(shù)真正成為生命、醫(yī)療、環(huán)境等各領(lǐng)域科學(xué)家手中的利器。
從3人到30余人 2年時間實現(xiàn)“第一”
中科院長春光機(jī)所于2017年4月引進(jìn)牛津大學(xué)李備博士,開始單細(xì)胞精準(zhǔn)分選儀產(chǎn)業(yè)化研究,并于2018年初投資成立了長春長光辰英生物科學(xué)儀器有限公司。到現(xiàn)在,團(tuán)隊由最初3人到現(xiàn)在30余人,申請核心技術(shù)專利2項,成功研發(fā)出三代單細(xì)胞精準(zhǔn)分選儀,為我國在成熟的單細(xì)胞分選技術(shù)以及商品化單細(xì)胞分選設(shè)備方面開創(chuàng)了新途徑,為單細(xì)胞研究打下良好基礎(chǔ)。
隨著單細(xì)胞研究已成國際科研熱點(diǎn),單細(xì)胞的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用必將是未來精準(zhǔn)醫(yī)療、生物制藥、全民健康、環(huán)境資源等眾多行業(yè)的發(fā)展方向。長春長光辰英生物科學(xué)儀器有限公司單細(xì)胞精準(zhǔn)分選儀的研制成功,突破了我國單細(xì)胞研究與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用最大瓶頸,為探索單細(xì)胞生命科學(xué)提供一個有效方法,為解密生命密碼提供一個有力工具。
“單細(xì)胞精準(zhǔn)分選儀”會帶來什么改變?
這臺單細(xì)胞精準(zhǔn)分選儀也是目前全球首款公開發(fā)布的、基于激光精準(zhǔn)分選技術(shù)的商業(yè)化單細(xì)胞分離產(chǎn)品,它具有適用性廣、智能化高、分選精準(zhǔn)、應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn),可廣泛用于醫(yī)療、健康、制藥、生物科技,環(huán)境等領(lǐng)域,并助力這些研究領(lǐng)域產(chǎn)生新的重大突破。
在微生物技術(shù)領(lǐng)域,利用此項技術(shù),可以在復(fù)雜的微生物樣本中,解析、篩選具有特殊生物功能的微生物細(xì)胞,從而在農(nóng)業(yè)固氮,海洋固碳,分解污染物等方向有望產(chǎn)生重大突破。
在醫(yī)療領(lǐng)域,單細(xì)胞精準(zhǔn)分選儀可快速定位并分離臨床樣本中的病原微生物,從而及時指導(dǎo)用藥,為重癥感染患者爭取黃金治療期,防止抗生素濫用。
在生物制藥領(lǐng)域,通過對具有特殊生理功能或代謝產(chǎn)物的微生物的快速、定向分選,大幅縮短制藥菌制備周期、加速新藥研發(fā)進(jìn)程。
未來,單細(xì)胞激光精準(zhǔn)分選技術(shù)將為微生物資源利用、疾病診斷、制藥工程、健康管理等領(lǐng)域提供可靠的單細(xì)胞分選解決方案,推動單細(xì)胞研究領(lǐng)域快速發(fā)展,為生命科學(xué)打開一個全新世界。