Durch die Kombination der Mikrofluidkontrolltechnologie mit der Flow-Zytologie hat das Mikrofluidkontrollzytometer eine hohe Integration der Zellselektion und der nachgelagerten Analysefunktion erreicht, deren Kernprinzip und Implementierung wie folgt sind:
1. Kernprinzip: Präzise Steuerung auf Mikroskala
Mikro-Fluid-Flow-Zytometer verwendet Mikron-Kanal (1-1000 μm), um die präzise Handhabung der Flüssigkeit zu erreichen, kombiniert Fluoreszenz-Detektion und Sortierung Fähigkeit der Flow-Zytologie, um einen integrierten Prozess "Detektion-Sortierung-Analyse" zu bilden. Zu den wichtigsten Technologien gehören:
Schichtstromkontrolle: Die Flüssigkeit im Mikrokanal ist in einem Schichtstromzustand (Reynolds-Zahl Re<1) und die Zellbewegungsbahn ist stabil und vorhersehbar, um turbulente Störungen in herkömmlichen Methoden zu vermeiden.
Fluoreszenz-Aktivierungs-Sortierung (FACS): Durch die Fluoreszenz-Markierung von Zelloberflächenantigenen oder inneren Substanzen erzeugt der Laser nach der Anregung Streulicht und Fluoreszenzsignale, die in elektrisches Signal durch Photomultiplikator umgewandelt werden und die Zielzellen nach der Computerverarbeitung identifiziert werden.
Physikalischer Sortiermechanismus: Verwenden Sie physikalische Eigenschaften wie Zellgröße, Dichte, Elastizität und andere, um eine markierte Sortierung durch Technologien wie Mikrosäulenarrays, Trägheitsfokus und Schalloberflächenwellen (SAW) zu erreichen.
Funktionsintegration: Der gesamte Prozess von der Sortierung bis zur Analyse
Vorbearbeitung und Probenahme
Der Microfluidic-Chip integriert Probenfilterung, Verdünnung und andere Funktionsmodule. Die Zellsuspension bildet eine einzige Säule, die durch einen Hochspannungs- oder Elektroantrieb in den Prüfbereich gelangt.
Hochdurchflusserkennung und Sortierung
Fluoreszenzdetektion: Der Laserstrahl beleuchtet den Zellstrom vertikal, das gestreute Licht reflektiert das Zellvolumen und die Intensität des Fluoreszenzsignals repräsentiert die Konzentration von Antigen oder Substanz im Kern.
Sortierung: Abhängig von den Testergebnissen wird die Zellströmung durch elektrische Felder, Lichtpinzen, PDMS-Mikroventile oder Phasenwechselventile kontrolliert. Zum Beispiel kann ein elektrischer Feldschalter die geladene Zelle in verschiedene Sammelpools abweisen; Die optische Pinsel-Technologie ermöglicht eine präzise Positionierung auf Mikronenstufe durch Lasererfassung und Bewegung.
Downstream-Analyse-Integration
Echtzeit-Morphologie-Analyse: Integrierte Hochgeschwindigkeits-Bildgebungsmodule, um Zellmormation, Helligkeit, Größe und andere Parameter in Echtzeit aufzunehmen und eine mehrdimensionale Analyse mit Fluoreszenzsignalen durchzuführen.
Geschlossener Betrieb: Die Probe wird von der Probenahme bis zur Analyse geschlossen, um Verschmutzung und Betriebsfehler zu reduzieren und die Zuverlässigkeit der Daten zu verbessern.
Technische Vorteile: Effizienz, Präzision und niedrige Kosten
Hohe Durchflussverarbeitung: Das Array-Parallelkanal-Design ermöglicht die Verarbeitung von mehr als 50 Proben pro Stunde und die Sortierung von 106 Zellen in nur 10 Minuten.
Hohe Reinheit und Recyclingrate: Isolationsreinheit von 95% -99,9%, Recyclingrate von über 90%, Retentionsrate der Zellaktivität von über 95%.
Niedrige Kosten und einfache Bedienung: Die Serienproduktion von Chips reduziert die Kosten für die Einzeltrennung (1/5-1/10 der herkömmlichen Methode), der automatisierte Betrieb reduziert manuelle Fehler und eignet sich für die industrielle Zellvorbereitung.
4. Anwendungsszenarien
Zirkulierende Tumorzellen (CTCs) nachweisen: CTCs mit einem Durchmesser von 20 μm mit einer Reinheit von über 99% durch DLD-Technologie sortieren.
Immunzelltherapie: Sortieren Sie hochaktive CD8 + T-Zellen, verkürzen Sie den Amplifikationszyklus um 2-3 Tage und senken Sie die Kultivkosten.
Stammzellforschung: Effiziente Handhabung von Mikrobiopsieproben und Vermeidung von Versuchsfehlern aufgrund einer unzureichenden Probengröße.