Micro Flow Cellometer đạt được sự tích hợp cao của phân loại tế bào với chức năng phân tích hạ lưu bằng cách kết hợp công nghệ Micro Flow Cellometer với Flow Cellometer. Nguyên tắc cốt lõi và cách thực hiện của nó như sau:

I. Nguyên tắc cốt lõi: điều khiển chính xác ở microscale

Micro Flow Cellometer sử dụng các kênh cấp micron (1-1000 μm) để đạt được điều khiển chính xác chất lỏng, kết hợp với khả năng phát hiện huỳnh quang và phân loại của Flow Cellometer, để tạo thành một quá trình tích hợp "phát hiện - phân loại - phân tích". Các công nghệ chính của nó bao gồm:

Kiểm soát dòng chảy tầng: Chất lỏng bên trong microchannel ở trạng thái dòng chảy tầng (số Reynolds Re<1), quỹ đạo chuyển động của tế bào ổn định và có thể dự đoán được, tránh nhiễu loạn trong các phương pháp truyền thống.

Phân loại kích hoạt huỳnh quang (FACS): Bằng cách đánh dấu các kháng nguyên bề mặt tế bào hoặc các chất bên trong bằng huỳnh quang, ánh sáng tán xạ và tín hiệu huỳnh quang được tạo ra sau khi kích thích laser, được chuyển đổi thành tín hiệu điện qua các ống quang điện và các tế bào mục tiêu được xác định sau khi xử lý máy tính.

Cơ chế phân loại vật lý: Sử dụng các đặc tính vật lý như kích thước tế bào, mật độ và độ đàn hồi để đạt được sự phân loại không có dấu thông qua các kỹ thuật như mảng micropillar, tập trung quán tính và sóng bề mặt âm thanh (SAW).

II. Tích hợp chức năng: Toàn bộ quá trình từ phân loại đến phân tích

Mẫu tiền xử lý và lấy mẫu

Micro-Flow Chip tích hợp lọc mẫu, pha loãng và các mô-đun chức năng khác. Đình chỉ tế bào sau khi được bao bọc bởi dòng vỏ tạo thành dòng đơn, đi vào khu vực phát hiện thông qua ổ đĩa điện áp cao hoặc điện.

Phát hiện và phân loại thông lượng cao

Phát hiện huỳnh quang: chùm tia laser chiếu sáng theo chiều dọc dòng tế bào, ánh sáng tán xạ phản ánh thể tích tế bào và cường độ tín hiệu huỳnh quang đại diện cho nồng độ kháng nguyên hoặc chất trong hạt nhân.

Thực hiện phân loại: Theo kết quả phát hiện, dòng chảy tế bào được kiểm soát bằng điện trường, nhíp quang học, van vi mô PDMS hoặc van thay đổi pha, v.v. Ví dụ, chuyển đổi điện trường có thể làm chệch hướng các tế bào tích điện đến các bể thu gom khác nhau; Công nghệ nhíp quang cho phép định vị chính xác ở mức micron bằng cách thu và di chuyển laser.

Tích hợp phân tích hạ lưu

Phân tích biến dạng thời gian thực: tích hợp mô-đun hình ảnh tốc độ cao, chụp các thông số biến dạng tế bào, độ sáng, kích thước trong thời gian thực, kết hợp với tín hiệu huỳnh quang để phân tích đa chiều.

Hoạt động khép kín: mẫu được đóng kín từ quá trình lấy mẫu đến phân tích, giảm ô nhiễm và lỗi vận hành, nâng cao độ tin cậy của dữ liệu.

III. Lợi thế kỹ thuật: hiệu quả cao, chính xác và chi phí thấp

Xử lý thông lượng cao: Thiết kế kênh song song mảng hỗ trợ xử lý hơn 50 mẫu mỗi giờ và chỉ mất 10 phút để phân loại 10 ⁶ tế bào.

Độ tinh khiết và tỷ lệ phục hồi cao: độ tinh khiết tách 95% -99,9%, tỷ lệ phục hồi trên 90%, tỷ lệ duy trì hoạt động tế bào trên 95%.

Chi phí thấp và dễ sử dụng: Sản xuất hàng loạt chip giảm chi phí tách đơn (1/5-1/10 so với phương pháp truyền thống), hoạt động tự động giảm lỗi nhân tạo, phù hợp với chuẩn bị tế bào cấp công nghiệp.

IV. Cảnh ứng dụng

Xét nghiệm tế bào khối u tuần hoàn (CTC): Các CTC có đường kính 20 μm được phân loại bằng công nghệ DLD với độ tinh khiết trên 99%.

Liệu pháp tế bào miễn dịch: Phân loại các tế bào T CD8 hoạt tính cao, rút ngắn chu kỳ khuếch đại 2-3 ngày, giảm chi phí nuôi cấy.

Nghiên cứu tế bào gốc: Xử lý hiệu quả các mẫu vi sinh thiết để tránh thất bại thí nghiệm do kích thước mẫu không đủ.