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流式细胞技术新工具:RT-DC甩开标记

流式细胞技术与相关的荧光激活细胞分选技术(fluorescence-activated cell sorter,FACS)对生物学研究产生了深远的影响,但是它们还是存在一些局限性,近年来,科学家们研发出了一些新的策略,但他们并没有修改传统的流式细胞仪,而是在新型微流控装置上进行精简。这些微型芯片实验室能帮助研究人员在更为多样的物理和分子特征基础上进行筛选和分型,而且也不需要抗体。以下是几位学者提出的新型流失细胞技术与研究策略。

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研究人员:来自德国德累斯顿工业大学的Jochen Guck教授


当前项目: 癌细胞分型


存在问题: 并不是每种细胞类型都已有能识别的抗原,而且结合抗体也许会激活受体,潜在改变细胞行为。


解决方案:


Guck教授此前的专业是物理学,在其研究生阶段,曾利用激光束分析细胞的物理特性,他发现并不是所有的细胞都是黏糊状,相比于正常健康细胞的韧性,癌细胞更为柔软。


“侵袭性越强的细胞,越柔软,这可能是其进入组织的一个必要条件,”Guck解释道。


Guck认为这也许能被用于分型,也就是说无需抗体进行相同细胞的筛选,一些目标细胞类型和癌细胞并没有独特的分子标记,但是变形能力是一种细胞的“内在特性”,能用于无标记细胞分析,“细胞虽然不能帮助我们,但是它们具有自己的特性。”


由此Guck等人研发出了一种新方法,称为变形度流式细胞技术(deformability cytometry,DC),这种技术能对大量细胞(>100,000个细胞)进行持续快速的细胞机械力分析。在此技术上,Guck又进行了拓展,推出了实时变形度流式细胞技术(RT-DC),研究显示,RT-DC比之前的机械力分析技术快一万倍,每秒可分析超过100个细胞。这种无标记的分析方法为流式细胞分析添加了新的维度,有着广阔的应用前景。


RT-DC能在几分钟之内,获得一滴血里不同细胞类型的机械力指纹。血液中的白细胞数量远远不及红细胞,二者比例大约为1:1000。不过由于RT-DC通量很高,该技术的白细胞检测是很可靠的。白细胞是免疫系统的重要部分,其机械力指纹的改变可以帮助医生更快更好的评估患者的健康。


复制RT-DC设备是可行的,但是这并不简单,Guck说,“你需要一个实验操作十分熟练的博士后,”而且芯片、相机、运算算法和注射泵需要组装和操作也费时费力,他预计大约的花费成本为“10万欧元,包括显微镜”。Guck研究组成员正在组建一个公司:ZellMechanik Dresden,希望能将这一技术商业化。


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