使用激光选择和导出单细胞培养物静态液滴阵列工具的高效升级

静态液滴阵列 (SDA) 是用于识别和靶向特定细胞或分析物(其化学成分是识别目标的物质)的高容量筛选测试或测定的必要且不可或缺的工具。然而，从 SDA 中提取和收集含有独特分析物或细胞的目标液滴仍然是限制其更广泛应用的主要技术瓶颈。

中国科学院青岛生物能源与过程研究所(QIBEBT)单细胞中心的研究人员及其合作者通过将激光技术和氧化铟锡(ITO)层集成到液滴微流控芯片中，开发了一种新系统，光学按需液滴释放(OODR)。OODR 系统允许在筛选测定中使用更加用户友好的方法，同时减少所需的样品和试剂的量，而不会影响效率、细胞活力或分析准确性。

他们的研究结果发表在8 月 25 日的《Biosensors and Bioelectrics》杂志 上。

OODR 的工作原理是用激光精确加热 ITO 层以产生微泡，从而可以基于微滴单细胞分选系统(例如 EasySort Compact)选择性地将目标液滴推出微流体芯片上的腔室， 博士说刁志典，该研究第一作者。大肠杆菌和酵母细胞的成功使用表明OODR系统对其他细胞具有广泛的适用性。

根据研究人员使用的芯片设计，微泡的尺寸被证明是成功释放液滴的关键。通过磨削正确尺寸的微泡 (40 m) 并使激光强度处于正确的范围内，以产生形成气泡所需的热量，但不会降低细胞的完整性，实现了预期的结果，并且液滴在在适当的条件下只需三秒钟。

通过使用白色或荧光成像识别的液滴，然后方便地 包装 并通过毛细管力以一滴一管(ODOT)的方式输出，这允许液体在不施加任何外力的情况下移动，并且以高通量方式进入孔或管中以进行进一步分析。提供的图像有助于对目标细菌的形态进行分类，如果没有现成的静态图像，这是很难做到的。

OODR 不仅有助于 SDA 中目标液滴的包装和释放，而且似乎也不会影响细胞的培养能力，这在需要进一步的活细胞分析时至关重要。再加上所需试剂量的减少和分析所需样本量的减少，意味着比其他可用方法更具成本效益的途径。

OODR 系统的成功除了使技术更高效、更具成本效益之外，还通过改进单细胞分析来扩展和改进 SDA 工具。

该研究的共同第一作者王希贤博士说： 我们的最终目标是建立一个自动化、高效的OODR系统，以扩大SDA在各个领域的应用。

我们已经成功使用EasySort Compact进行单细胞自动分选。 通讯作者、单细胞中心马波教授说。 这款新开发的OODR系统将分选能力从单细胞水平提升到了单微滴水平。它不仅可以针对单细胞，还可以对含有一个细胞、多个细胞甚至只含有试剂的微滴进行分选。

另一位通讯作者、单细胞中心主任徐健教授表示，目前，他们正在利用人工智能和机器学习，通过 EasySort 仪器创建一个自动化系统，以尽可能减少人工参与。理想情况下，自动化还可以使非专业人士更容易使用，从而进一步扩大 OODR 技术的应用范围。

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