液滴微流控(七):?jiǎn)渭?xì)胞高通量分析
瀏覽次數(shù):3443 發(fā)布日期:2020-5-12
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細(xì)胞是生命結(jié)構(gòu)與功能的基本單位,在對(duì)生命健康與疾病研究的探索中,常需以細(xì)胞研究為基礎(chǔ),而細(xì)胞之間的差異,使得在對(duì)群體細(xì)胞的研究中,不可避免的會(huì)掩蓋了許多個(gè)體細(xì)胞的獨(dú)特信息,為了更全面的探索生命,更好的服務(wù)人類健康,單細(xì)胞分析愈發(fā)受到重視,其難點(diǎn)在于對(duì)單個(gè)細(xì)胞的捕獲、刺激以及檢測(cè)分析等,而液滴微流控技術(shù),因其具有流體操作簡(jiǎn)便、高單分散性、小型化、低成本、高靈敏度、高通量等優(yōu)點(diǎn),迸發(fā)出鮮活的生命力,已成為單細(xì)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(fā)的單細(xì)胞高通量篩選系統(tǒng),通過(guò)將單個(gè)酵母細(xì)胞包裹在20pl的微滴中,在微滴中對(duì)酵母細(xì)胞孵育并使其分泌出一種酶,接著在微流控芯片對(duì)每個(gè)液滴注入熒光底物,最后,使用熒光檢測(cè)模塊以300滴每秒的頻率對(duì)液滴進(jìn)行分選。其操作流程可見下圖。
案例二:高通量計(jì)數(shù)
Heng[2]等人基于液滴微流控,研究了一種簡(jiǎn)單而精確的細(xì)胞計(jì)數(shù)方法,實(shí)現(xiàn)了大量人體細(xì)胞與細(xì)菌的計(jì)數(shù),證實(shí)在液滴中的細(xì)菌和人體細(xì)胞分布與預(yù)期的泊松分布高度一致,并通過(guò)大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),進(jìn)一步評(píng)估了液滴中人類細(xì)胞的細(xì)胞活性。
上圖中,a為人類細(xì)胞計(jì)數(shù)的明場(chǎng)圖像,b為HL60 細(xì)胞的熒光圖像,c和d分別為每滴微滴中計(jì)數(shù)HL60細(xì)胞和H1975細(xì)胞的計(jì)數(shù)分布圖。
常見液滴單細(xì)胞應(yīng)用
1.單細(xì)胞基因組或轉(zhuǎn)錄組分析:檢測(cè)所需分子量更小。
2.組織分析:研究細(xì)胞間異質(zhì)性。
3.譜系示蹤:進(jìn)行基因組與生化分析,比傳統(tǒng)FACS分選技術(shù)更加靈活。
4.細(xì)胞分選:與流式細(xì)胞儀相比,所需細(xì)胞數(shù)量更少,更適合稀有樣品的計(jì)數(shù)。
5.體化醫(yī)療:對(duì)腫瘤單細(xì)胞的異質(zhì)性分析,以進(jìn)行癌癥免疫治療。
參考文獻(xiàn):
[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.