液滴封裝包裹生成系統(tǒng)

液滴封裝包裹生成系統(tǒng)

技術(shù)簡(jiǎn)介： 
我們的技術(shù)使得篩選百萬個(gè)細(xì)胞成為可能，它將為您提供好的機(jī)會(huì)來找到稀有的有價(jià)值的突變體，無論它是病變細(xì)胞、有價(jià)值的生物產(chǎn)品還是稀有的基因突變體。我們的技術(shù)不僅是一天能處理百萬個(gè)細(xì)胞，而且在高通量篩選和加工應(yīng)用方面。 
我們所有的微流控技術(shù)使得您能夠超高通量地分析在超小微滴（pL到nL）中的獨(dú)立細(xì)胞，這項(xiàng)技術(shù)被應(yīng)用到我們的系統(tǒng)中，從而能夠更加快速、更低成本并且更有效地進(jìn)行樣品篩選和生物探索。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)： 
我們的*技術(shù)讓您能夠在更短的時(shí)間內(nèi)篩選更多的細(xì)胞，找到用于治療研究的候選，生物生產(chǎn)中佳的克隆和用于研究、診斷和治療的稀有的病變細(xì)胞。 
通過將微滴技術(shù)用于單細(xì)胞分析，您能一天處理幾百萬個(gè)細(xì)胞。通過將細(xì)胞分離到獨(dú)立的微滴，我們的系統(tǒng)保證您更加準(zhǔn)確的產(chǎn)物分泌測(cè)定。在單克隆抗體方面，這讓您能夠選擇并分離幾千個(gè)抗原特異性的單細(xì)胞到獨(dú)立的微滴定平板上，同樣的效率在其他生物制品上也是一樣。 
在細(xì)胞研究方面，我們理解您的細(xì)胞是多么珍貴而脆弱，所以我們?cè)O(shè)計(jì)的微滴能在細(xì)胞外加一層保護(hù)墊，從而防止細(xì)胞受到剪切壓力損傷。除了技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，我們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)得讓您在實(shí)驗(yàn)室使用簡(jiǎn)潔方便，并且保證清潔無菌。

產(chǎn)品1： 
微滴單細(xì)胞包裝系統(tǒng) 
簡(jiǎn)介： 
我們的半自動(dòng)系統(tǒng)將單細(xì)胞或生物分子包裝進(jìn)微滴中，為后續(xù)的篩選和分析做準(zhǔn)備。它的包裝效率可以達(dá)到每秒70000個(gè)微滴，且流速可以嚴(yán)格控制。這臺(tái)設(shè)備使得快速且敏感地檢測(cè)微滴中單個(gè)細(xì)胞分泌的或者細(xì)胞相關(guān)的蛋白成為可能。 
這一包裝系統(tǒng)不影響細(xì)胞活性，由于微滴的大小和體積有很大范圍的可變性，因而能夠用于不同大小的細(xì)胞類型。這些微滴被新式的表面活性劑穩(wěn)定，細(xì)胞能夠在其中生長(zhǎng)，甚至能培養(yǎng)或保存許多天。

主要特點(diǎn)： 
·半自動(dòng)微滴生成器 
·在微滴中包裝單個(gè)細(xì)胞或生物分子 
·高速生成微滴（高達(dá)70000/秒） 
·可同時(shí)在微滴中摻入探針和細(xì)胞，使得能夠敏感地檢測(cè)到分泌蛋白（例如抗體，生長(zhǎng)因子，細(xì)胞因子，酶等）
·用戶決定微流體流動(dòng)速率 
·微滴生成的光學(xué)成像經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量管理/測(cè)試（QA/QC） 
·大范圍的微滴大小和體積

應(yīng)用舉例： 
·生物藥物的發(fā)現(xiàn)：從初始漿細(xì)胞（B細(xì)胞或雜交瘤細(xì)胞）中發(fā)現(xiàn)抗體或轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物； 
·生物加工：快速鑒定和分離高表達(dá)克?。?nbsp;
·診斷：探測(cè)并測(cè)試循環(huán)腫瘤和其他疾病相關(guān)細(xì)胞； 
·抗藥性研究：從大量的微生物或腫瘤細(xì)胞集群中鑒定和分離稀有的耐藥細(xì)胞； 
·酶的進(jìn)化：篩選數(shù)百萬酶結(jié)構(gòu)以選擇高效的突變體； 
·合成生物學(xué)：研究工程微生物庫(kù)中產(chǎn)生的大量有價(jià)值的分子。

技術(shù)參數(shù)：

規(guī)格 樣品輸入格式注射泵樣品輸入體積50μL-1mL工作流程生成微滴操作環(huán)境 連續(xù)的油相50μL/hr-2000μL/hr水相50μL/hr-2000μL/hr微滴體積0.2pL-1.7nL微滴產(chǎn)率60-70000每秒系統(tǒng)規(guī)格 生物芯片兼容性Pico-GenTM微滴生物芯片（更多其他芯片使用請(qǐng)聯(lián)系Sphere Fluidics）質(zhì)量（大約）50kg大?。ù蠹s）130cmX60cmX60cm（寬X高X深）電壓[頻率]110V到240V[@50/60hz]能耗300W（大）光學(xué) 照明鹵素?zé)簦ò坠猓┫鄼C(jī)高速CMOS（1696X1710像素） 全分辨率下500fps，弱分辨率下高達(dá)200000fps相機(jī)光譜敏感度400nm-900nmPC 電腦Dell Optiplex 7010（4GB RAM；500GB硬盤）或等價(jià)物PC操作系統(tǒng)Microsoft Windows 7 Professional SP1監(jiān)視器彩色LCD（21’’）外接2USB，1以太網(wǎng)設(shè)備控制軟件neMESYS 注射泵軟件，相機(jī)軟件工作環(huán)境 間隙30cm操作溫度21±5℃

產(chǎn)品2： 
微滴單細(xì)胞測(cè)試和分離系統(tǒng) 
簡(jiǎn)介： 
一旦細(xì)胞被包裝進(jìn)微滴中，這一半自動(dòng)系統(tǒng)能夠加工、分選和分離細(xì)胞用于簡(jiǎn)單分析。我們知道單細(xì)胞分析是多么耗時(shí)的，所以我們的系統(tǒng)能夠以高達(dá)12000每分鐘的速率加工微滴，給您更多時(shí)間用于分析數(shù)據(jù)，而不是用于準(zhǔn)備準(zhǔn)備和加工樣品。 
這一系統(tǒng)支持一定范圍的微滴大小和體積，流速也可控制，同時(shí)也配備了可變的光學(xué)檢測(cè)方法（例如吸光度、散射光和熒光），使之適用于多個(gè)研究應(yīng)用。

主要特點(diǎn)： 
·半自動(dòng)、模塊化系統(tǒng)用于分析微滴中的單細(xì)胞或生物分子 
·高速加工、檢測(cè)和分選微滴（高達(dá)12000每分鐘） 
·能夠敏感地檢測(cè)分泌蛋白（例如抗體、生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子和酶等） 
·用戶決定微流體流動(dòng)速率 
·微滴生成的光學(xué)成像經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量管理/測(cè)試（QA/QC） 
·多種光學(xué)檢測(cè)方法（例如熒光、照明和散射） 
·大范圍的微滴大小和體積

應(yīng)用范圍： 
·生物藥物的發(fā)現(xiàn)：從初始漿細(xì)胞（B細(xì)胞或雜交瘤細(xì)胞）中發(fā)現(xiàn)抗體或轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物； 
·生物加工：快速鑒定和分離高表達(dá)克隆； 
·診斷：探測(cè)并測(cè)試循環(huán)腫瘤和其他疾病相關(guān)細(xì)胞； 
·抗藥性研究：從大量的微生物或腫瘤細(xì)胞集群中鑒定和分離稀有的耐藥細(xì)胞； 
·酶的進(jìn)化：篩選數(shù)百萬酶結(jié)構(gòu)以選擇高效的突變體； 
·合成生物學(xué)：研究工程微生物庫(kù)中產(chǎn)生的大量有價(jià)值的分子。

技術(shù)參數(shù)：

規(guī)格 樣品輸入格式注射泵樣品輸入體積50μL-1mL工作流程生成微滴操作環(huán)境 連續(xù)的油相50μL/hr-2000μL/hr水相50μL/hr-2000μL/hr微滴體積0.2pL-1.7nL微滴產(chǎn)率60-70000每秒系統(tǒng)規(guī)格 生物芯片兼容性Pico-GenTM微滴生物芯片（更多其他芯片使用請(qǐng)聯(lián)系Sphere Fluidics）質(zhì)量（大約）50kg大?。ù蠹s）130cmX60cmX60cm（寬X高X深）電壓[頻率]110V到240V[@50/60hz]能耗300W（大）光學(xué) 照明鹵素?zé)簦ò坠猓┫鄼C(jī)高速CMOS（1696X1710像素） 全分辨率下500fps，弱分辨率下高達(dá)200000fps相機(jī)光譜敏感度400nm-900nmPC 電腦Dell Optiplex 7010（4GB RAM；500GB硬盤）或等價(jià)物PC操作系統(tǒng)Microsoft Windows 7 Professional SP1監(jiān)視器彩色LCD（21’’）外接2USB，1以太網(wǎng)設(shè)備控制軟件neMESYS 注射泵軟件，相機(jī)軟件工作環(huán)境 間隙30cm操作溫度21±5℃

產(chǎn)品3：Cyto-Mine工業(yè)系統(tǒng)（尚未發(fā)布） 

為什么選擇Cyto-Mine ？ 
很多各色的技術(shù)被應(yīng)用于生物醫(yī)藥的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)流程，包括單細(xì)胞分析、分選、成像和給微滴定板中的單個(gè)孔配藥。傳統(tǒng)的方式中，單個(gè)技術(shù)需要不同的設(shè)備，這就造成了高的耗費(fèi)和耗時(shí)，占用了寶貴的實(shí)驗(yàn)室空間，并且增加了樣品污染的風(fēng)險(xiǎn)。 
我們的Cyto-Mine 技術(shù)是高度整合的設(shè)備，能夠在單個(gè)系統(tǒng)中自動(dòng)操作所用的重要技術(shù)。這一高通量設(shè)備使用微滴和微流體技術(shù)，可在一天之內(nèi)加工大約1百萬不同來源的哺乳動(dòng)物細(xì)胞。每個(gè)細(xì)胞都被包裹在含有培養(yǎng)基的微滴中，成為區(qū)分細(xì)胞并讓其生長(zhǎng)的生物反應(yīng)器，終收獲分泌的分子例如抗體。這一特殊流程使得選擇性地篩選單個(gè)細(xì)胞并找到稀有品系成為可能。 
應(yīng)用范圍： 
因?yàn)閱蝹€(gè)細(xì)胞是分開的，所以單克隆性是得到保障的，您可以進(jìn)行新的測(cè)試來測(cè)定蛋白分泌率、滴定度和抗原特異性。Cyto-Mine?中使用的一次性Cyto-Cartridge?保證全程無菌，減小交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。這套系統(tǒng)的自動(dòng)化減少了人力資源的需求，簡(jiǎn)單的“載入后運(yùn)行"模式讓實(shí)驗(yàn)室每個(gè)人都能輕松使用。 
Cyto-Mine?系統(tǒng)有四個(gè)主要的應(yīng)用模式： 
1. 單克隆性確保模式：可靠地將單個(gè)細(xì)胞分選入微滴定板的單孔中； 
2. 直接測(cè)試模式：高通量分選稀有克隆，并確保相關(guān)的克隆帶上供下游分析的標(biāo)簽； 
3. 穩(wěn)定性測(cè)試模式：及早鑒定不穩(wěn)定克隆，從而在分析中將之去除，或者在細(xì)胞群體中提示您遺傳漂變； 
4. 融合測(cè)試模式：分選稀有的細(xì)胞-細(xì)胞或細(xì)胞-生物分子對(duì)。這有利于進(jìn)行一定的功能測(cè)試，例如B細(xì)胞能與分泌特殊抗體的目的細(xì)胞共培養(yǎng)，并造成生成熒光的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。 
產(chǎn)品4：ESI-Mine工業(yè)系統(tǒng)（尚未發(fā)布） 

為什么選擇ESI-MineTM？

在合成生物學(xué)領(lǐng)域中，我們的ESI-Mine平臺(tái)可以用于高通量質(zhì)譜（MS）分析。這一技術(shù)能夠檢索在質(zhì)譜分析中通常被破壞的活拷貝，當(dāng)分析稀有蛋白或細(xì)胞庫(kù)時(shí)這點(diǎn)尤其重要。 
ESI-Mine?系統(tǒng)先包裹單個(gè)微生物，然后在可進(jìn)行代謝和細(xì)胞分裂的培養(yǎng)基中培養(yǎng)它們。這些微滴庫(kù)隨后轉(zhuǎn)移到質(zhì)譜分離生物芯片上，在那里單個(gè)微滴被送往分析。當(dāng)質(zhì)譜分析中感興趣的克隆被鑒定出來，相應(yīng)的儲(chǔ)存微滴就會(huì)被檢索并進(jìn)行進(jìn)一步研究。 
*技術(shù)： 
ESI-Mine?是電噴射電離質(zhì)譜分析的輔助設(shè)備，每天能夠分析超過200,000個(gè)微滴。這一全自動(dòng)系統(tǒng)有專用的耗材和軟件，使得其相比于現(xiàn)在的技術(shù)運(yùn)行同樣的樣品測(cè)試只用不到10%的時(shí)間。
 
ESI-Mine技術(shù)示意圖

應(yīng)用實(shí)例： 
（非參考文獻(xiàn)，為公司展示資料） 
一、初始B細(xì)胞的分析

1. 我們的技術(shù)如何提高初始B細(xì)胞的分析 
如果您感興趣的領(lǐng)域與免疫學(xué)相關(guān)，那么您可能經(jīng)歷過分離和篩選B細(xì)胞（B淋巴細(xì)胞）過程中耗時(shí)耗力的體驗(yàn)。
這一過程可以通過我們的高通量微滴技術(shù)得到有效的優(yōu)化，可以在短時(shí)間內(nèi)篩選大量克隆，增加您在大量細(xì)胞集群中找到稀有的有價(jià)值的突變體的機(jī)會(huì)。

2. 我們的系統(tǒng)用于初始B細(xì)胞分析的*優(yōu)勢(shì) 
將我們的微流體技術(shù)用于B細(xì)胞分析，包括動(dòng)物免疫和后續(xù)的B細(xì)胞分離。有什么重要的優(yōu)勢(shì)呢？通過微滴分選和篩選單個(gè)細(xì)胞，您能夠自動(dòng)地分離分泌抗原特異性的抗體進(jìn)行進(jìn)一步的分析。一旦這些細(xì)胞被鑒定了，他們能用于許多應(yīng)用，包括進(jìn)一步的測(cè)試，抗體轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的RT-PCR、深度測(cè)序和雜交瘤生成。 
 
圖1：初始B細(xì)胞分析流程圖 
3. 我們的系統(tǒng)用于初始B細(xì)胞的活動(dòng)分析

我們都知道整個(gè)研究過程中維持細(xì)胞活性的重要性，特別是處理敏感細(xì)胞時(shí)。這就是為什么我們的技術(shù)需要保證初始B細(xì)胞的高活性，使得細(xì)胞在微滴中生長(zhǎng)并分析。如下圖所示，300pL微滴中的細(xì)胞在4小時(shí)孵育期中保持活性，大部分的工作流程由我們的系統(tǒng)完成。初始B細(xì)胞分析中活性是非常重要的，在細(xì)胞篩選和分選后經(jīng)常也需要保持健康，才能用于下游的應(yīng)用。 
 
圖2：初始B細(xì)胞在300pL微滴中的活性

二、腫瘤細(xì)胞疾病研究 
1. 我們的系統(tǒng)如何促進(jìn)腫瘤研究 
腫瘤進(jìn)展是細(xì)胞可造成異常純系擴(kuò)展的突變導(dǎo)致的結(jié)果，進(jìn)而導(dǎo)致這些細(xì)胞傳播和多樣化。腫瘤中的細(xì)胞通常都不是一樣的，在大小、蛋白質(zhì)水平、基因表達(dá)甚至轉(zhuǎn)移的能力都各有不同，這就導(dǎo)致我們很難理解是哪些細(xì)胞導(dǎo)致腫瘤的生長(zhǎng)和多樣化，以及是哪些因素影響它們與周邊環(huán)境作用，這些問題極大地困擾了相關(guān)研究者們。 
在Sphere，我們考慮到這些困難，并發(fā)展出一個(gè)*的平臺(tái)，幫助您篩選單個(gè)細(xì)胞，因而您能夠研究單個(gè)細(xì)胞的基因和蛋白質(zhì)表達(dá)譜，找到新的調(diào)控通路或者先前未檢測(cè)到的克隆并進(jìn)一步研究。 
 
圖1：腫瘤細(xì)胞圖示 
2. 我們的系統(tǒng)用于腫瘤研究的*優(yōu)勢(shì) 
循環(huán)的腫瘤細(xì)胞的比例大概是一個(gè)對(duì)一百萬個(gè)白細(xì)胞，或者一個(gè)對(duì)十億個(gè)紅細(xì)胞。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中，從復(fù)雜來源的細(xì)胞群中分離出腫瘤細(xì)胞非常耗時(shí)，并且技術(shù)上非常困難。 
幸運(yùn)的是，我們的實(shí)驗(yàn)儀器能夠高通量地分離單細(xì)胞。我們新穎的技術(shù)使用微滴包裹從臨床樣本中分離出來的白細(xì)胞，并進(jìn)行高通量分析。這些分離出來的單個(gè)腫瘤細(xì)胞能夠被進(jìn)一步地鑒定和分析，從而為癌癥患者開發(fā)并精煉個(gè)性化的藥物。我們的技術(shù)也有助于單細(xì)胞蛋白質(zhì)組的分析，以及下游的基因組和表觀基因組分析，進(jìn)而解析液態(tài)活組織的腫瘤細(xì)胞群。

 
圖2：我們的系統(tǒng)圖示

重要圖解： 

文獻(xiàn)集：

1.       Abalde-Cela et al. 2015. High-throughput detection of ethanol-producing cyanobacteria in a microdroplet platform. J. R. Soc. Interface 12: 2015.0216

2.       Bakewell et al. 2015. Information processing tools for extracting the electrical properties of nanoparticles. AIP Conf. Proc. 1646, 17-24

3.       Bakewell et al. Exploring and Evaluating Micro-environment and Nanoparticle Dielectrophoretic-induced Interactions with Image Analysis Methods. Materials Today: Proceedings, 867-874, 3(3) 2016.

4.       Chokkalingam et al. 2013. Probing cellular heterogeneity in cytokine-secreting immune cells using droplet-based microfluidics. Lab Chip 13: 4740-4744

5.       Holmes et al. 2014. Separation of blood cells with differing deformability using deterministic lateral displacement. Interface Focus 4. 20140011

6.       Kruger et al. 2014. Deformability-based red blood cell separation in deterministic lateral displacement devices—A simulation study. Biomicrofluidics 8; 054114

7.       Ma et al. 2012. Fabrication of Microgel Particles with Complex Shape via Selective Polymerization of Aqueous Two-Phase Systems. Small. 8(15): 2356-2360

8.  Ma et al. 2013. Monodisperse collagen–gelatin beads as potential platforms for 3D cell culturing. J. Mater. Chem. B, 1; 5128-5136

9.Salmon et al. 2016. Monitoring early-stage nanoparticle assembly in microdroplets by optical spectroscopy and SERS. Small. Doi:10.1002/smll.201503513

10. Sherwood et al. 2014. Spatial Distributions of Red Blood Cells Significantly Alter Local Haemodynamics. PLOS One 9(6): :e100473

11. Shim et al. 2013. Ultrarapid Generation of Femtoliter Microfluidic Droplets for Single-Molecule-Counting Immunoassays. ACS Nano 7(7): 5955-5964

12. Smith et al. 2013. Sensitive, High Throughput Detection of Proteins in Individual, Surfactant-Stabilized Picoliter Droplets Using Nanoelectrospray Ionization Mass Spectrometry. Analytical Chemistry. 85(8): 3812-3816

13. Parker, R. M. et al. 2015. Electrostatically directed self-assembly of ultrathin supramolecular polymer microcapsules. Advanced Functional Materials. 25(26): 4091-4100.

14. Use of standards for digital biological information in the design, construction and description of a synthetic biological system – Guide. 2015. PAS 246:2015