瑞士Cytosurge AG公司的多功能單細胞顯微操作系統(tǒng)FluidFM BOT，是將原子力系統(tǒng)、微流控系統(tǒng)、細胞培養(yǎng)系統(tǒng)合為一體的單細胞操作系統(tǒng)，采用不同孔徑的微型納米注射器，可實現(xiàn)單細胞注射（Injection）、活細胞內(nèi)物質(zhì)提�。‥xtraction）、單細胞分離（Isolation）、粘附力測定（Adhesion）、納米打印(Nano-printing)等多種功能，全程機械臂操縱，將污染風險和人為誤差降到最低，提高工作效率與實驗可重復(fù)性，具有高度自動化、操作速度快與操作精確度高等特點，能夠在單細胞水平上為研究者提供極大的便利，可應(yīng)用于單細胞質(zhì)譜、單細胞力譜、單細胞基因編輯、細胞系構(gòu)建、藥物研發(fā)、精準醫(yī)療等領(lǐng)域。

 

北京大學生命科學學院公共儀器中心的多功能單細胞顯微操作系統(tǒng)FluidFM BOT，是國內(nèi)首套多功能單細胞顯微操作系統(tǒng)，于2020年9月順利安裝于金光樓126室并開始試運行，由公共儀器中心覃思穎老師負責接樣測試與維護管理。目前本中心的FluidFM BOT系統(tǒng)已成功應(yīng)用于單細胞注射與物質(zhì)提取（小鼠體外培養(yǎng)原代海馬神經(jīng)元、昆蟲葉蟬細胞、MDA-MB-231細胞等）、單細胞分離（植物細胞原生質(zhì)體、U2OS細胞等）與粘附力測定（細菌侵染細胞時細菌的粘附力、血管內(nèi)皮細胞對不同基底的粘附力等）等多方面科研需求。

以下是多功能單細胞顯微操作系統(tǒng)FluidFM BOT的多個功能應(yīng)用與實例介紹。

FluidFM BOT結(jié)合原子力系統(tǒng)、微流控系統(tǒng)于一體

（https://doi.org/10.1021/nl901384x）

 

FluidFM BOT功能應(yīng)用

 

單細胞注射實例

FluidFM BOT可以將多種不同類型的可溶性物質(zhì)精準注入細胞核或細胞質(zhì)中，可量化注射體積（fL級別），可實現(xiàn)批量注射（每小時注射超過100個細胞），尤其適用于使用傳統(tǒng)方法極難轉(zhuǎn)染的細胞，且對細胞幾乎沒有損傷。
 

CHO細胞的Lucifier Yellow染料注射

C57小鼠體外培養(yǎng)原代海馬神經(jīng)元DIV7的Dextran染料注射（北大生科院數(shù)據(jù)）

 

活細胞內(nèi)物質(zhì)提取實例

FluidFM BOT系統(tǒng)的活細胞內(nèi)物質(zhì)提取功能十分溫和，可直接用微型納米注射器吸取活細胞的細胞質(zhì)或細胞核中的物質(zhì)，無需經(jīng)過化學或生物學手段進行破膜處理，不會產(chǎn)生裂解的細胞碎片，不會對內(nèi)部細胞器造成任何破壞，可用于電鏡成像、酶活檢測、核酸表達檢測、代謝組學、基因測序等多方面研究。

活細胞提取物可結(jié)合電鏡觀察、酶活測定、轉(zhuǎn)錄檢測等分析手段

（http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2016.06.025）
 

單細胞分離實例
 

FluidFM BOT可進行無損細胞分離，對于懸浮細胞，可將細胞吸取并轉(zhuǎn)移釋放即可。對于貼壁細胞，可在探針的樣品池中加入消化液如胰酶，對指定位置的細胞進行消化，然后再進行吸取與轉(zhuǎn)移釋放。FluidFM BOT實現(xiàn)的單細胞分離存活率很高，結(jié)合單細胞注射可實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)染細胞并建立單克隆細胞群，對于工程細胞株的建立十分有效。

 

粘附力測定實例
 

FluidFM BOT系統(tǒng)通過負壓將細胞吸附在探針針孔處，對細胞的吸附力比蛋白結(jié)合更加牢固，能夠直接將細胞從基底上分離。這種方法不需要激活細胞的任何信號通路，可以得到最接近細胞原生的數(shù)據(jù)。不同的探針針孔直徑（2、4、8um）可適用于不同大小的細胞粘附力測定，我們甚至可使用孔徑為300nm的探針進行更小個體的吸附與粘附力測定，目前在本中心的FluidFM BOT系統(tǒng)已成功應(yīng)用于金黃色葡萄球菌侵染大鼠腸上皮細胞時的細菌粘附力測定（nN級別）。
 

不同大小的單細胞粘附力測定

（https://doi.org/10.1038/s41598-019-56898-7）

 

納米打印實例
 

FluidFM BOT系統(tǒng)還是一臺納米打印設(shè)備，可以在實驗器材上鋪設(shè)特定的基底膜，如打印親水或親脂性物質(zhì)，從而實現(xiàn)對細胞貼壁的操縱，構(gòu)建不同的細胞模式，實現(xiàn)對細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制、腫瘤細胞群落遷徙、神經(jīng)細胞樹突或軸突形成的研究。

CMD基底打印cRGDfK的細胞貼壁生長Pattern研究

（DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b03249）

多功能單細胞顯微操作系統(tǒng)在高性能單元的監(jiān)控下，通過全自動的工作站實施操作，可確保實驗的平穩(wěn)、順利的進行。探針有多種孔徑規(guī)格可選，也可結(jié)合FIB技術(shù)進行探針定制，結(jié)合不同的探針可實現(xiàn)各式各樣的應(yīng)用，以上僅展現(xiàn)部分應(yīng)用，更多的新功能有待各位老師與同學結(jié)合自己的課題需求進行探索與發(fā)掘，歡迎大家聯(lián)系前來測試樣品！

 

相關(guān)產(chǎn)品：

多功能單細胞顯微操作系統(tǒng)：http://www.kmsnd.com/show1equip.asp?equipid=4310883