高通量单细胞力学表征系统

来自德国的高通量单细胞形变测量分析系统

      该系统是一套基于微流控流体压力梯度的、在倒置显微镜的扩展起来的、集成流式细胞仪特性、荧光检测模块、温控模 块、高速成像和数据采集分析软件的高通量单细胞实时形变测量和单细胞力学性质分析系统。是一种以流式细胞仪的速度检测单个细胞形态和力学性质的技术，每个细胞都被实时拍摄、分析和成像存储。 此外，非破坏性的力量应用于细胞，提供一种方便，稳健和高通量的技术进行生物标志物的检测，可用于基础科学和临床研究。

探索细胞的物理特性作为生物标志物,可以将非破坏性的力量应用于细胞或珠子，并观察它们的变形。 这允许研究对物理压力的特定机械响应。

高通量单细胞力学表征系统将细胞生物力学特性同流式细胞仪有机的结合起来，能够在单细胞水平下，高通量、无生物标记物的条件下，快速研究细胞的生物力学特性。

为了给细胞加载力学刺激，单个细胞被泵驱动通过横截面略大于细胞的横截面的微通道。细胞周围的流体的压力梯度创造出一个流动剖面而影响细胞的水动力学。通过流体的流速和粘度可控制作用于细胞上的力。
细胞可以通过水动力可使细胞发生形变；
力由流体的流速和粘度控制；
软细胞能展示出更大程度的变形。

优势亮点：

• 机械力学作为一种新的生物标志物--温和无损伤

• 无标记

• 非破坏性的力量

• 高速测量单个细胞的实时形变（高度、宽度、面积、比例）、高度偏差、环度衡量比、孔度、亮度、杨氏模量等

• 细胞机械特性测量高通量（1000细胞/秒）

• 配有高速成像、荧光检测、温控模块

• 不需要细胞分离/纯化

• 文献量大、级别高文章达数十篇

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实时形变

成像

每个细胞被同时拍照、分析和储存。 这允许通过它们的光学特性来找到小亚群或区分细胞。 另外可以研究像表面拓扑或细胞对光的衰减的形态特性。

• 每个获取图像的存储

• 快速访问细胞大小和形态

流式细胞技术

细胞通过微流通道时,提取细胞变形、亮度和大小等参数，同时。 这允许实时地研究细胞属性。

• 可温控和荧光检测

  实时变形细胞计数和同时荧光检测：




•  荧光模块使得该系统不再只是附加了一个额外的细胞力学检测通道的流式细胞仪。它成为了生命科学实验室的得力工具 - 提供了更多视角来解决科学问题。在生物学研究中通常使用荧光流式细胞仪来鉴定和定量细胞和细胞过程。使该系统集荧光流式细胞仪和实时变形的点于一身，形成了实时荧光形变细胞仪。光片激发设计可实现三通道1D荧光成像。除了所有实时变形参数外，系统还会分析荧光信号实时得到峰图，速度可达每秒1000个细胞。也可在实验后处理保存的原始荧光数据，以针对特定的问题和需 求修改处理方法。

• 1)根据表面marker鉴定血细胞：

  荧光模块可检测和鉴定同一样品中的三种不同荧光。利用标记的表面荧光蛋白可同时实现细胞鉴定和力学性质及形态性质测量。 下图为 G-CSF动员的外周血样品细胞群体。 标记后的细胞表面markers CD3-FITC (T-cells)， CD34-PE (造血干细胞)和CD14-APC(单核细胞)荧光强度检测 揭示了各细胞类型所具有的不同力学性质。

  
  

• 2)一维荧光成像：

  荧光模块在激发光路径中产生一束受限光片，穿过流道，细胞会经过一束很窄的激发光幕。这样可以进行1D荧光成像，例如可用于解析沿流动方向的荧光标记结构的侧向分布。检测到的荧光峰值带有很多重要信息。荧光标记的胞内结构（如细胞核）会显示窄峰，而胞质会显示出更宽的峰。不同分裂期细胞中标记的组蛋白也会呈现出不同的峰图.

  
  

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  加热模块 - 温度控制

  加热模块实现了生理温度下的测量。加热模块带有一个300 W的加热器和几个静默通风机来有效混合热空气。靠近样品处有一个传感器和一个控制单元，用以j确地将温度控制在所需值。系统的空气循环系统非常高效，当进行开放操作（如更换样品）后可以迅速恢复温度。

  
  高速摄像

  该成像模块是款高速明场摄像显微镜,使用同步化微秒高强度LED光源减轻运动模糊,可进行j慢运动摄影.每秒可记录500幅帧图像或10000帧小区域图像