中國網/中國發展門戶網訊 工程細胞是綠色生物制造的“芯片”，在醫藥、化學品、資料、燃料等各類物質的生物加工過程中充當焦點執行者腳色。今朝，工程細胞的構建往往依托設計—構建—測試—學習（DBTL）循環戰略，起首基于先驗知識和計算模子設計生物分解路徑，應用基因分解、因為她要義無反顧地結婚，雖然她的父母無法動搖她的決定，但還是找人調查了他，然後才知道他們母子是五年前來到京城，組裝和編輯等技術進行工程細胞的構建，進而對所構建工程細胞進行測試，如基因型測試，以及包含細胞生長、目標產物產量和質量在內的表型測試，最后對測試結果進行綜合評台北 水電估剖析，用于進一個步驟優化設計，進步工程細胞任務效力。由于性命系統的復雜性，人們對代謝網絡和多層次調控機制認知無限，往往需求構建海量基因型進行年夜規模表型測試，才幹獲得機能優越的工程細胞底盤。是以，在DBTL循環中，工程細胞的高通量表型測試是最為關鍵的環節之一。
儀器設備是實現工程細胞高通量表型測試的基礎。縱觀工程細胞表型測試技術與裝備發展歷程，經歷了平板、微孔板、自動化任務站和微流控4個階段。19世紀80年月，為清楚決試管或燒瓶中單克隆難以觀察和操縱的問題，德國微生物學家Julius Richard Petri發明了Petri平板培養皿，開啟了平板測試時代，這種用于單克隆分離培養的平板技術沿用至今。隨著測試通量需求的進步，20世紀50年月，德國微生物學家Gyula Takatsy發明了微孔板測試方式，集成單克隆培養與檢測，通量普通為103/天—104/天。由于微孔板操縱耗時耗力，20世紀80年月，自動化任務站時代到來，并在后期逐漸構成集成克隆挑取、孔板培養、檢測、篩選自動化操縱模塊于一體的集成平臺，天天實現104—105樣品高通量測試。20世紀90年月，Manz等初次提到微流控這一詞匯，定義為一種在微納米標準空間中精確把持和操縱微納米流體的科學技術。21世紀初，微流控技術迎來迅猛發展，由于樣品操縱體積小、檢測參數多樣（如熒光、散射光、吸光度、拉曼）、檢測通量高（天天測試樣品最高達到108—109）、本錢低（試劑耗費比微孔板下降可達106倍）等宏大優勢，微流控裝備成為工程細胞高通量表型測試研討熱點。面向分解生物學單細胞剖析與高通量篩選等表型測試需求，近年來發展了非培養類型的單細胞測試、培養類型的液滴微流控測試與微腔室測試技術與裝備，為分解生物學的發展供給了主要的裝備支撐。總的來說，微流控技術的應用，代表了工程細胞表型測試技術與裝備高通量、自動化、微型化、集成化、多參數的發展趨勢。本文將重點闡述基于微流控技術的非培養類型與培養類型工程細胞高通量表型測試技術與裝備研討進展，并瞻望其發展標的目的，為面向綠色生物制造的工程細胞表型測試供給借鑒。
單細胞高通量表型測試技術與裝備
單細胞表型測試技術是指基于單細胞本身特徵如光學性質、胞內代謝產物、形狀特征、毒性耐受、電學性質等的檢測與分選技術。通過散射光與熒光、質譜信號、拉曼光譜、顯微成像、磁信號等技術識別目標細胞信息后，應用電場、磁場、光場、聲場、流體力場、重力場等方式驅動細胞向搜集處運動，最終分選出目標單細胞。下文對4類典範的單細胞表型測試技術與裝備進行總結。
熒光激活細胞分選技術與裝備
熒光激活細胞分選（fluorescence activated cell sorting，FACS）是對熒光標記的單細胞進行高速、多參數定量剖析和分選的技術（圖1a），由把持細胞流動的流體系統、光學系統、捕獲發射熒光和散射信號的電子系統和數據采集系統組成。其道理是應用激光作為光源照耀單細胞產生散射光和熒光信號，并將這些光學信號通過檢測器讀取、轉換為電子信號輸出，從而對單個細胞進行疾速剖析和篩選。
FACS技術用于熒光標記的單細胞高通量測試，天天測試通量可達到108以上。近年來，基于熒光探針、細胞概況展現、生物傳感器等熒光標記技術，FACS在卵白質工程和工業菌株育種領域獲得顯著進展，例如纖維素酶等定向進化，高產L-半胱氨酸年夜腸桿菌、高產L-賴氨酸谷氨酸棒狀桿菌等典範工業菌株的高通量選育。但是，FACS單細胞表型測試技術受限于熒光標簽的開發，以及胞內與胞膜物質的測試，同時流式細胞儀細胞分選前的高壓充電過程和分選過程中的高速噴射過程均對細胞產生必定損傷，致使活氣降落。為了防止這些問題，研討者開發了雙乳化水包油包水液滴（W/O/W）、凝膠微球（gel-droplet）等技術，將單細胞包裹進水相液滴或水相微球中進行后續培養和FACS篩選。但是，這些方式由于步驟煩瑣、液滴易破損未得以廣泛應用。
FACS技術裝備化方面，近年來，我國上海緯冉科技無限公司自立研發的SE420流式細胞分選儀實現了細胞樣本的周全剖析與高通量分選，成都賽雷納醫療科技無限公司研發的小型Sparrow流式細胞儀以及深圳邁瑞生物醫療電子股份無限公司的BriCyte E6流式細胞儀，今朝普通用于單細胞的剖析與檢測。在進口brand方面，americanBD公司的FACS Calibur、FACS Melody、FACS Jazz、FACS Aria系列，americanBeckman Coulter公司的CytoFlex SRT、EPIC XL系列，japan(日本)On-chip Bio中正區 水電行technologies公司的On-chip Sort細胞分選儀均可進行多參數、高辨別率和靈敏度細胞剖析與分選。可見我國FACS整體技術程度與國外仍有差距，在市場認可度、儀器檢測精度、靈敏度、穩定性及多參數檢測才能等方面有待進步。是以，需不斷加強基礎研討和技術創新，加年夜對關鍵零部件研發的投進，進步儀器的焦點機能和自立可控性，加快技術轉化和人才培養，晉陞我國在流式細胞術領域的整體技術程度。
拉曼激活細胞分選技術與裝備
拉曼激活細胞分選（Raman activated cell sorting，RACS）是基于拉曼光譜檢測的單細胞剖析和分選技術（圖1b）。拉曼光譜是一種散射光譜，每個散射峰都對應于一種特定的分子鍵振動，是以可以識別單細胞內部的全景信息，允許對單個細胞進行無損、無標記的化學剖析，并根據其分子組成進行物理分選，被視為一種疾速、低本錢的單細胞表型測試技術。根據分選時單細胞的運動狀態，RACS測試分為靜態細胞剖析與捕獲、流動細胞剖析與捕獲2種類型。前者是指在細胞靜止或相對靜止的狀態下，基于拉曼光譜信息分選出特定類型細胞至單管中，如拉曼彈射分選（Raman-activated台北 水電 行 cell ejection，RACE）、重力驅動拉曼光鑷液滴分選（Raman-activated gravity-driven encapsulation，RAGE）等技術，其優勢為可以對接下流的單細胞培養、單細胞測序等研討，但是靜態單點捕獲通量過低。后者是指細胞懸浮在流動相中，在流動狀態下對單細胞進行拉曼光譜檢測，分選搜集優勢表型細胞，如拉曼微液滴分選（Raman-activated droplet sorting，RADS）、介電捕獲拉曼激活液滴分選（positive dielectrophoresis-based RADS，pDEP-RADS）等技術，單細胞在拉曼檢測后隨著流動相流動，通過油相剪切構成單細胞液滴進而分選至搜集管，其優勢為高通量，更適用于水電行文庫中目標表型細胞的測試。
RACS靜態單細胞測試技術重要應用于單細胞組學研討，Song等應用該技術“我不累，我們再走吧。”藍雨華不忍心結束這段回憶之旅。從海水樣品平分離出富含類胡蘿卜素單細胞，并在分離后對單細胞進行測序，發現了新型類胡蘿卜素分解基因；Su等通過對分離的單細胞全基因組擴增測序，實現了95%的基因組覆蓋度。而RACS流動單細胞測試技術重要應用于單細胞底物代謝、產物分解和細胞的剖析鑒定研討，通量天天可達到104以上。在細胞代謝測試中，通過應用13C、15N和2H同等位素標記底物從而改變分子質量，細胞攝進底物后，拉曼光譜發生變化，實現細胞代謝的剖析研討。例如，Kumar等將13C標記的糖類物質等添加究竟盤細胞培養基中，通過剖析卵白中13C拉曼光譜位移變化，提醒了細胞對碳源底物代謝的克制機制。在胞內產物分解測試中，拉曼光譜可以在無損且非標記的狀態下同步檢測分歧代謝產物，如色素、淀粉等物質，為高產菌株的高通量篩選和定量剖析供給新思緒。此外，由于每種單細胞拉曼光譜具有特異性，可作為單細胞特有的“分子指紋圖”，進而反應出特定細胞內化學物質成分及含量的多維信息。是以，RACS還被用于單細胞剖析鑒定，如Yan等結合機器學習算法和拉曼光譜，在單細胞程度上鑒定出食源性病台北 水電原體。
我國拉曼光譜單細胞表型測試裝備處于國際領跑位置。青島星賽生物科技無限公司率先開發了全球首臺高通量流式拉曼分選儀FlowRACS，該裝備能夠直接鑒定單細胞種類并測試代謝相關表型。吉林長光辰英科技無限公司開發了PRECI SCS-R300拉曼單細胞分選儀，實現了單細胞識別與分離研討。
圖像激活細胞分選技術與裝備
圖像激活細胞分選（image activated cell sorting，IACS）是一種基于顯微成像的細胞分選技術（圖1c）。IACS技術的焦點在于應用高辨別率顯微成像系統捕獲細胞的圖像，然后通過圖像剖析軟件識別和分類細胞。這些圖像可以供給細胞的鉅細、形狀、紋理等信息，常用于特定細胞的高通量分離實驗。例如，Nitta等將三維成像技術和薄膜微閥流體驅動技術結合，獲取高質量的細胞三維圖像，并通過薄膜閥驅動目標細胞至搜集管路中，以此完成細胞的圖像剖析和分選。Akihiro等基于IACS技術，集成了高通量的光學顯微鏡、細胞聚焦、細胞排序和深度學習算法，開發了iIACS系統，實現了數據采集、處理、智能決策和執行的自動化操縱。Zhao等將iIACS系統與人工智能（AI）圖像處理結合，進一個步驟進步了基于圖像的單細胞分選通量。
基于IACS技術研發的裝備包含americanBD公司的ImageStream X MkII系統、americanAmnis Corporation 公司的ImageStream系統、americanBeckman Coulter 公司的CytoFLEX系列產品，實現了分選前的細胞圖像信息采集。我國青島星賽生物科技無限公司開發了EasySort AUTO系統，基于顯微成像與AI圖像剖析技術，在該系統中，AI輔助目標檢測模子實現了對目標細胞信義區 水電行的高精度識別，系統集成的光鑷模塊能夠將細胞自動轉移到搜集管中。今朝，我國在IACS領域的研討發展敏捷，但由于起步較晚，還處于基礎技術的開發和優化階段。是以，需求加強基礎研討、促進跨學科一起配合與國際一起配合交通，以慢慢縮小我國IACS裝備與國際先進程度的差距。
磁激活細胞分選技術與裝備
磁激活細胞分選技術 （magnetic activated cell sorting，MACS）是一種基于磁場和磁性標記的細胞分離技術（圖1d），其焦點在于應用超順磁性微珠標記特異性抗體，這些抗體能夠識別并結合目標細胞概況的特定抗原，一旦標記完成，細胞混雜物被引進磁場中，磁性微珠會被敏捷吸附到磁場的一側，從而將標記的細胞與未標記的細胞分離，其通量為天天109樣品。MACS分離方法疾速、高效，且對細胞的損傷小，適合于后續的細胞培養、分子剖析，常用于動物細胞的分離。Munz等應用MACS技術勝利分離小鼠脾細胞中的樹突狀細胞（DCs），并研討了其在免疫應答中的感化。但是，該技術面臨特異性抗體標記的問題，難以實現細胞的普適性測試。在裝備研討中，德國Miltenyi Biotec公司的Au水電網toMACS、americanThermo Fisher Scientific公司的Dyn水電師傅abeads她回想起自己墜入夢境之前發生的事情，那種感覺依然歷歷在目，令人心痛。這一切怎麼可能是一場夢？，均勝利實現了磁激活細胞分選設備商業化。此外，americanBD公司將MACS與FACS技術結合，開發了FACSAria III產品，為用戶供給了更多的選擇。可見國內MACS裝備產業化水平相對較低，缺少具有國際競爭力的bran水電行d，是以需求投進更多資源進行MACS技術的基礎研討，以晉陞我國MACS技術創新才能。
基于FACS、RACS、IACS、MACS技術道理開發的非培養類型單細“他不在房間裡，也不在家。”藍玉華苦笑著對侍女說道。胞高通量表型測試典範商業化裝備如表1所示。
微液滴高通量培養技術與測試裝備
液滴微流控技術（droplet-based microfluidics）是一種在微納米標準上操控和處理微液滴的技術，通過在微通道內操控互不相溶的多相流體，基于微流控芯片實現皮升（pL）至微升（μL）標準液滴的單元操縱，包含液滴的天生、注進、決裂、融會、信號檢測和分選等。與單細胞測試東西比擬，液滴可以作為獨立的反應單元培養單細胞，并進行后續胞內、胞膜、胞外、無細胞體系相關物質的高通量檢測與分選，具有體積小、單疏散性好、無穿插淨化等優點。典範形式菌水電株如年夜腸桿菌、酵母菌等直徑在10微米以下，100皮升以內的液滴即可滿足培養需求；而動物細胞、放線菌等直徑在10微米以上，需求將液滴體積增添至幾百皮升甚至納升級別才可以進行培養，絲狀真菌菌絲密集堅硬，在皮納升液滴中培養易形成液滴之間的融會，凡是需求微升液滴體系才可長期培養。可見，分歧表型測試場景下的液滴微反應器標準需求分歧，下文將分別闡述皮納升液滴與微升級液滴測試技術與裝備。
皮納升液滴培養技術與測試裝備
皮納升液滴是指體積范圍在1皮升—100納升的液滴，普通以油相作為連續相，水相作為疏散相，當兩相流體經過毛細管共軸聚焦、微流控芯片流動聚焦等結構時，油相剪切水相構成均勻的單疏散液滴。通過泊松分布理論，單細胞被包裹在液滴中進行生長代謝，隨后基于分歧的分選技術，如熒光激活液滴分選（FADS）、吸光度激活液滴分選（AADS）、質譜激活液滴分選（MADS）、成像激活液滴分選（IADS）實現目標表型細胞的分選和搜集。
FADS技術是今朝應用最廣泛的皮納升液滴篩選技術（圖2a），最早于2009年被提出，經過10余年的發展，技術不斷迭代升級，已經構成較為成熟的商業化裝備。FADS技術由驅動系統、成像系統、光學系統、電學系統、微流控芯片系統等組成，通過微泵驅動液滴運動，激光器激發液滴熒光后，光學系統將光信號轉化為電學信號輸出；當信號位于設定的閾值時，通過介電泳等方法將液滴分選至芯片搜集通道。該技術中的關鍵挑戰在于開發熒光探針，實現熒光信號與細胞表型的耦合。針對細胞表達的生物酶活性測試，開發了熒光基團修飾底物檢測體系；針對小分水電行子代謝物，開發了酶聯熒光探針傳感器、全細胞類與擬熒光卵白類生物傳感器，極年夜拓展了FADS技術在分解生物制造領域的應用。
由于FADS技術需求開發相應的熒光檢測體系，在具體應用場景她努力的強忍著淚水，卻無法阻止，只能不停的擦去眼角不斷滑落的淚水，沙啞地向他道歉。 “對不起，不知道貴妃怎麼了，遭到必定限制，近年來還發展了AADS、MADS、IADS等無標簽檢測分選技術。AADS技術是基于接收光譜法的微液滴檢測技術（圖2b），Gielen等通過在液滴檢測口兩側，芯片上內置兩根光纖，分別連接光源和檢測器，液滴流過時惹起光譜接收變化輸出信號，根據光接收變化對感興趣的目標液滴進行分選。該裝置用于苯丙氨酸脫氫酶的定向進化，酶活性增添了2.7倍。但是，由于皮納升體積液滴反應器檢測光程過短、檢出信號困難，AADS技術仍處于底層技術研討階段。MADS技術是將微流控芯片通過接口松山區 水電行連接ESI電離噴霧質譜（圖2c），台北 水電 行在微流控芯片上完成液滴的決裂，一部門液滴通過接口進進質譜進行破壞性檢測，另一部門液滴備份。當質譜輸出合適預期的信號時，基于介電泳將備份的液滴分選至芯片搜集通道，該裝置用于含有體表面達轉氨酶的液滴篩選，實現了0.7個/秒的液滴篩選速度，準確率為98%。IADS技術是一種基于液滴圖像識別、處理與剖析的無標記分選技術（圖2d），起首將細胞細胞懸浮液與試劑混雜，進行單個細胞的封裝，在微環境中培養后通過顯微成像、熒光成像技術測試培養后的細胞群。Zang等通過對液滴成像，檢測液滴內放線菌的生長量，實現了100個/秒目標液滴的分選。
國內外報道了眾多基于FADS技術的商業化皮升納液滴裝備。我國洛陽華清天木生物科技無限公司開發了商業化的高通量皮升級液滴單細胞分選系統DREM cell，實現了天天超百萬液滴的篩選通量。Ma等基于該設備將酯酶對映體選擇性進步了700倍以上。Yu等通過在目標卵白上添加四半胱氨酸，應用其與雙砷反應產生熒光信號，將排泄卵白產量進步2.5倍以上。Li等通過構建液滴天生、注進、分選流程，結合生物傳感器，有用進步了目標小分子等代謝物的產量。DREMcell還用于微生物培養組學研討，如蜜蜂腸道菌群培養、作物致病拮抗菌株的資源發掘。英國Sphere Fluidics公司研制了納升級Cyto-Mine設備，液滴操縱體積為0.3納升，是一款單水電 行 台北細胞包裹、檢測、分選與克隆驗證集成于單一平臺的單細胞剖析篩選儀器，常用于疾速檢測單個細胞的外泌分子（如IgG、抗原）等，然后根據液滴熒光信號強度選擇特定的單細胞。此外，浙江達普生物技術無限公司的CytosparkTM MSP皮升級液滴系統、深圳華年夜基因股份無限公司MGIDS-1000P多效能液滴分選一體機、浙江墨卓生物科技無限公司的MobiNova-S1單細胞液滴分選儀、年夜連華微科技無限公司的HW-SeaBreeze X等均實現了皮納升液滴分選技術與裝備開發。上海濤烜科學儀器無限公司基于IADS技術研發了Hypercell高通量單細胞分選平臺，天天可測試105—106產生排泄物的目標單細胞。
微升級液滴培養技術與測試裝備
微升級液滴培養技術指的是基于微升級別體積的油包水液滴的單細胞培養和分選技術，天天可以完成104—105個樣本的測試。在培養方面，微升級液滴順次搜集于透氣性管路中，管壁傑出的氣體交換機能為細胞培養供給了硬件基礎。同時由于微升液滴台北 市 水電 行比皮納升液滴體積更年夜，是以能夠支撐更長時間、更多種類（放線菌、霉菌等年夜型細胞）的微生物培養，微生物濃度達到105 CFU/mL以上。在檢測與分選方面，微升級液滴可搭載吸光度、熒光、質譜等各種檢測方法，實現細胞的多表型測試。在分選方面，常規應用的電場、光鑷等難以產生足夠年夜的驅動力將液滴分選至搜集通道。本文作者團隊開發了重力場驅動微升液滴至微孔板的分選與搜集方式，構成了我國具有自立知識產權的微升液滴分選技術。
我國洛陽華清天木生物科技無限公司開發了商業化微生物微液滴培養系統MMC與高通量微升級液滴培養組學系統MISScell裝備。MMC系統重要松山區 水電用于微生物的連續進化研討，通過集成液滴識別、光譜檢測、微流控芯片和進樣模塊等效能，實現了對微生物液滴的精確操縱，包含發生、培養、監測、朋分、融會和分選等過程。中正區 水電MMC液滴體積為2—3微升，一批次產生200個液滴培養單元并可連續傳代15天以上，最終分選出具有顯著生長優勢的底盤細胞。MMC已勝利應用于耐水電師傅高濃度D-山梨醇和耐高溫Gluconobacter oxydans菌株、甲醇應用型年夜腸桿菌等菌株適應性進化。MISScell系統重要用于單細胞高通量培養篩選研討，每批次天生約5 000個2微升單台北 市 水電 行細胞液滴，液滴存儲在高透氣性管路中進行細胞培養（0—8天），通過光學信號（如光學密度、熒光等）檢測分選，搭載機械臂搬運孔板，一批次最多可以搜集1 000株優良表型細胞。本文作者團隊應用帶有熒光標記的年夜腸桿菌驗證了MISScell基于泊松分布包裹單細胞的可行性，并應用該裝備實現了谷氨酸棒狀桿菌的高通量篩選，從502株突變體平分選出的優勢菌株谷氨酸產量進步了25%以上。此外，法國MilliDrop公司的Milidrop Analyzer液滴培養儀也是一款微升級液滴裝備，每批次可以天生102—103個細菌、酵母等單細胞微生物液滴，在追蹤細菌在分歧抗生素壓力下的適應性進化、量化腸道細菌的多樣性等科學研討中獲得應用。
那麼，她還在做夢嗎？然後門外的女士——不對，是現在推開門進房間的女士，難道，只是……她突然睜開眼睛，轉身看去—基于FADS、AADS、MADS、IADS技術道理開發的培養類型高通量表型測試典範商業化液滴微流控裝備如表2所示。
微腔室高通量培大安區 水電行養技術與測試裝備
微腔室反應器是指基于微加工技術在硅、玻璃等基板上制作微孔陣列，根據分歧需求制作分歧形狀的腔室，這些腔室具有無菌透氣、通明性、低毒性等特點以滿足單細胞的培養與代謝。例如，聚合物聚二甲基硅氧烷（PDMS）資料具有疏松多孔、易于加工、生物兼容性好、通明性高級優點，廣泛用于細胞的生長代謝觀察，其微孔體積包含皮升至微升級別，覆蓋微生物到動物細胞所需反應器的體積。微腔室生物反應器中的單細胞研討包含單細胞的捕獲、培養和檢測分選，單細胞捕獲可通過重力驅動、無限稀釋法、光電驅動等技術方式將單個細胞導進微腔室（圖3a），接著對微腔室周圍環境進行適宜的溫度把持和氧氣供應，滿足細胞在微腔室中的培養需求，最后通過熒光顯微等技術，對細胞的生長代謝狀態進行連續觀察剖析，進而挑選出合適的目標細胞（圖3b）。
皮納升微腔室培養技術與測試裝備
皮納升微腔室是指通過數值模擬和理論剖析的方式對微流控芯片尺寸進行精確設計的皮納升渺小孔洞陣列。當樣品懸液通進到芯片后，根據泊松分布道理，單個細胞會溫和分布至各個微腔室進行生長代謝，單細胞培養后可通過明場成像、熒光成像等檢測技術識別單克隆，并基于機械臂（Cobot）挑取、光鑷技術（optical twe“媽媽，別哭了，我女兒一點也不為自己難過，因為她有世界上最好的父母的愛，女兒真的覺得自己很幸福，真的。”ezers，OT）、光電定位技術（optoelectronic positioning，OEP）將細胞轉移至特定地位。
我國青島星賽生物科技無限公司開發了數字化克隆挑選儀（DCP），該設備搭配的靜態皮升級微腔陣列芯片，可容納數萬個單細胞并行培養；培養后通過自動對焦系統對每個微腔室進行高辨別率成像，并基于OT技術，將單克隆包裹于微液滴中高效導出，通量為1 000單克隆/小時。americanBerkeley Lights Co., Ltd.開發了Beacon納升微腔室細胞表型測試系統，結合光流體芯片（納升級培養小室和微流管道構成的流體管路系統）和OEP技術，實現了數千個單細胞并行培養、檢測、篩選和導出，在抗體篩選、免疫細胞篩選等領域廣泛應用。英國iotaSciences公司開發了isoCell高通量、高自動化單細胞可視化培養系統，在培養皿上雕鏤出單獨的小孔構成納升級微腔室（6厘米培養皿包括256個腔室）用于單細胞自動化培養與測試，天天測試通量達到103以上。此外，德國SARTORIUS公司的CellCelector Flex和japan(日本)AS ONE 公司的OneCell基于微腔室芯片技術，每批次可分離培養數十萬個單細胞，并通過偶聯目標抗體或抗原，檢測并篩選出目標表型細胞。
微升級腔室培養技術與測試裝備
微升級腔室培養技術凡是指iChip（isolation chip）技術，焦點為一種由數百個微型擴散室組成的微型隔離芯片，每個微腔室接種單個細胞后應用水電師傅濾膜封閉，特定的膜孔徑使環境中營養物質、信號分子等可以通過擴散感化進進培養室內，為細胞供給生長所需的養分，可是細胞無法侵進腔室，是以可以進行原位環境培養。今朝，iChip普通在實驗室中自制應用，今朝還未報道商業化裝備。
基于微腔室培養類型的單細胞高通量表型測試典範商業化裝備如表3所示。
總結與瞻望
本文系統綜述了基于微流控技術的工程細胞高通量表型測試技術與裝備，包含基于單細胞測試的非培養型技台北 水電 維修術與裝備，基于微液滴、微腔室的信義區 水電單細胞培養測試技術與裝備台北 水電行。非培養類型的單細胞測試凡是是基于細胞本身或經過生化反應標記的信號進行檢測與篩選，適用于胞內、胞膜表型測試。培養類型的細胞表型測試凡是需求微型生物反應器來支撐單細胞生長代謝，可以實現胞內、胞膜、胞外等多種細胞表型測試。總體來看，在單細胞測試中，FACS與MACS裝備通量最高，可是FACS受限于熒光標簽的開發；MACS依賴細胞概況特定的標志物才幹實現抗原抗體結合與磁激活分選；RACS技術在往標簽、多參數檢測上獲得了主要進展，實現了細胞代謝產物、細胞形態、細胞毒性耐受等多表型測試，但是拉曼光譜仍面臨佈景噪聲高、抗干擾才能差，導致測試準確性和通量下降等方面的挑戰；IACS在細胞幾何結構表型測試中表現出宏大優勢，但深度學習算法與商業化裝備的集成仍存在局限性。對于細胞培養型表型測試，基于FADS、AADS、IADS、MADS技術，國內外近年來涌現了大批工程細胞高通量表型測試液滴微流控裝備，在高通量、集成化、自動化、多台北 水電行參數檢測上獲得了關鍵衝破，實現了皮納升液滴與微升液滴分歧標準下的單細胞培養，但是液滴微流控裝備需結合微流控芯片操縱，技術操縱復雜，門檻較高。此外，微腔室裝備歷經多年發展，也逐漸構成了單細胞捕獲、培養、檢測、篩選效能一體化裝備，但由于OEP、OT等細胞分離技術通量低，限制了細胞表型測試效力。對比非培養類型的單細胞表型測試，培養類型表型測水電 行 台北試技術在細胞生長代謝、細胞環境表型測試中體現出更年夜優勢，而單細胞的優勢更多體現在通量、細胞物理參數與幾何結構的表型測試中。
對于工程細胞表型測試微流控技術與裝備研發的發展標的目的，本文認為：
發展表型組檢測集成，及其與基因型數字化關聯。現有微流控技術的高通量表型測試，常以單類型的檢測方法為主，如熒光檢測、拉曼檢測、圖像檢測等，但在實際實驗過程中，單一類型的表型檢測方法常無法滿足工程細胞的多維度檢測需求，從而形成表型數據單一、假陽性結果較多等問題，對后期的數據剖析產生干擾。是以，分歧檢測方法的不受拘束組合，實現工程細胞的多個維度表型參數同時檢測，將為工程細胞剖析供給加倍精確、豐富的表型數據結果。同時結合高通量建庫測序技術、生信剖析技術、人工智能技術你可能永遠也去不了了。”以後再好好相處吧……”裴毅一臉懇求的看著自己的母親。等，實現表型組和基因型的數字化關聯，對工程細胞進行系統性深度研討剖析，為其改革設計供給精準感性指導。
微流控技術與傳統孔板-移液機器機器人技術有機結合，鑄造工程細胞高通量表型測試裝備集成平臺。工程細胞表型測試具有多維度、跨標準等特徵，微流控表型測試技術雖然能夠支撐實現對多個表型維度進行高通量測試，其標準往往局限于微升級體積以下，部門表型信號較弱甚至缺少表達。同時，對于基因型的獲得仍需經過PCR擴增、核酸提取等手腕獲得核酸樣本，任務量年夜且過程較為煩瑣。現有的機器人移液技術及孔板自動操控技可以供給孔板程度（百微升—毫升級）規模的移液操縱和檢測，能夠有用解決微流控表型測試及篩選后下流的煩瑣和受限任務。是以，微流控技術與傳統孔板-移液機器機器人技術的有機結合，實現以多孔板為標準物理接口的自動化對接，無望為工程細胞高通量表型測試和大安區 水電表型-基因型數字化關聯供給一站式的完全解決計劃。同時，結合具體典範應用場景中工程細胞的實驗流程，串聯多種分歧關鍵技術，實現工程細胞測試的全流程固化，實現工程細胞高通量表型測試自動化平臺。
在科學儀器的國產化研討方面，歷經幾十年不斷發展，特別是“十二五”以來，在國家天然科學基金科研儀器專項和科學技術部科研儀器專項的支撐下，我國儀器裝備行業已經慢慢構成了相對完美的科技創新體系，獲得主要衝破。但是，國際科學儀器產業依然以發達國家主導，american、歐洲和japan(日本)的企業占據了高端市場的重要份額，我國科學儀器行業面臨著以下關鍵問題：科學儀器對國外依存度高，國產儀器應用率不高；產業發展集聚度低，缺乏行業龍頭企業；科學儀器自立研制面臨管控禁運的挑戰。
台北 水電是以，對于我國高端儀器裝備的發展，提出以下建議，以期最終實現我國科學儀器領域的自立創新才能和產業競爭力進步：堅定自立研討戰略；以年夜科學設施集群為引領，推動空間集聚發展；堅持科學引領，制造技術、資本支撐協同晉陞；加年夜專業人才隊伍建設力度；堅持資源統籌，持續完美創重生態。
（作者：李爽、陳海博、陳思思、笪鑫、劉芹秀、王怡，清華年夜學化學工程系生物化工研討所 工業生物催化教導部重點實驗室；郭肖杰，洛陽華清天木生物科技無限公司；李崢輝，北京聯合年夜學；邢新會，清華年夜學化學工程系生物化工研討所 工業生物催化教導部重點實驗室 清華年夜學分解與系統生物學中間 清華年夜學深圳國際研討生院生物醫藥與安康工程研討院；張翀，清華年夜學化學工程系生物化工研討所 工業生物催化教導部重點實驗室清華年夜學分解與系統生物學中間。《中國科學院院刊》供稿）