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液滴微流控(七):單細胞高通量分析

瀏覽次數:3946 發布日期:2020-5-12  來源:本站 僅供參考,謝絕轉載,否則責任自負
細胞是生命結構與功能的基本單位,在對生命健康與疾病研究的探索中,常需以細胞研究為基礎,而細胞之間的差異,使得在對群體細胞的研究中,不可避免的會掩蓋了許多個體細胞的獨特信息,為了更全面的探索生命,更好的服務人類健康,單細胞分析愈發受到重視,其難點在于對單個細胞的捕獲、刺激以及檢測分析等,而液滴微流控技術,因其具有流體操作簡便、高單分散性、小型化、低成本、高靈敏度、高通量等優點,迸發出鮮活的生命力,已成為單細胞操控與分析的有力工具。
 
案例一:高通量篩選
Thomas[1]等人研發的單細胞高通量篩選系統,通過將單個酵母細胞包裹在20pl的微滴中,在微滴中對酵母細胞孵育并使其分泌出一種酶,接著在微流控芯片對每個液滴注入熒光底物,最后,使用熒光檢測模塊以300滴每秒的頻率對液滴進行分選。其操作流程可見下圖。
案例二:高通量計數
Heng[2]等人基于液滴微流控,研究了一種簡單而精確的細胞計數方法,實現了大量人體細胞與細菌的計數,證實在液滴中的細菌和人體細胞分布與預期的泊松分布高度一致,并通過大量的統計數據,進一步評估了液滴中人類細胞的細胞活性。
上圖中,a為人類細胞計數的明場圖像,b為HL60 細胞的熒光圖像,c和d分別為每滴微滴中計數HL60細胞和H1975細胞的計數分布圖。
 
常見液滴單細胞應用
1.單細胞基因組或轉錄組分析:檢測所需分子量更小。
2.組織分析:研究細胞間異質性。
3.譜系示蹤:進行基因組與生化分析,比傳統FACS分選技術更加靈活。
4.細胞分選:與流式細胞儀相比,所需細胞數量更少,更適合稀有樣品的計數。
5.體化醫療:對腫瘤單細胞的異質性分析,以進行癌癥免疫治療。

參考文獻:
[1].Thomas, Stéphane, Andrew D, et al. Droplet-based microfluidic high-throughput screening of heterologous enzymes secreted by the yeast Yarrowia lipolytica[J]. Microbial Cell Factories, 2017, 16(1):18.
[2].Heng, Ouriel, Jeremy, et al. High throughput single cell counting in droplet-based microfluidics[J]. Scientific Reports, 2017, 7(1):1366.
 
 
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標簽: 液滴微流控
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