CellASICTM 微流控细胞芯片实验室

3. 应用领域及相关信息
•
•
预设程序，自动化的上样过程，均匀快速的转换过程
为药物研究提供全新的实验方案
精准、灵活
<Wei P. et al. Nature, 2012; 488:384-8. >
• •
根据数据结果随时检测调控细胞功能 解决传统方法中高浓度细胞对实验的影响
传统方法
<Meyer RE. et al. Science 2013, 339, 1071 >
参数 特点 及应 用
3.0mm x 3.0mm x 高度 针对单倍体酵母细胞设计，高 度为3.5/4.0/4.5um，可用于以 酵母为模式生物的系统生物学 研究，反映细胞代谢机理。
3.0mm x 3.0mm x 高度 针对单倍体酵母细胞设计，高度为 5.0/6.0/7.0um，可用于以酵母为 模式生物的系统生物学研究，反映 细胞代谢机理。
杆菌
酵母
哺乳 动物 细胞
<Joe H. Levine et al. Science 2013; 342,1193 >
不同表达模式决定不同细胞命运
P53: 最重要的抑癌基因；p53突变与50%以上肿瘤发病有直接关系，是肿瘤研究的重要蛋白
治疗手段：手术、放疗、化疗 问题：p53的脉冲型调节影响术后的康复过程 解决方法： 经g刀照射后，在不同时期加入不同浓度的抗癌药物 Nutlin-3，使P53入核由脉冲型变为持续型（下图）
fMLP引起的嗜中性粒 细胞的迁移
种组合)
细胞自噬
Control 200 150 自噬小体数量 100
饥饿条件 / 抑制剂
常规培养
50
0 0 100 200 时间（分钟） 300 400
Stress + lysosomal inhibitor

细胞自噬分析检测(LentiBrite™ GFP-LC3检测) – 细胞饥饿 + 溶酶体抑制(自噬体的形成)
3. 针对酵母细胞 设计
传统方法 CellASIC
型号 名称 货号 结构
Y04C 单倍体酵母细胞芯片培养板 Cat. #: Y04C-02 Y04C-02-5PK
Y04D 单倍体酵母细胞芯片培养板 Cat. #: Y04D-02 Y04D-02-5PK
示意 图
优势 独特的单层细胞培养与观察，同时 实现对个体与群体的研究； 不同高度的生长区域可适合观察不 同类型的细胞。 4.5um / 7.0um
仿生培养，为细胞生长提供良好环境 6天 20 天
15 天
大鼠皮层神经元细 胞在多聚赖氨酸上 的生长状况
Green:微管相关蛋白2; Red:囊 泡锚定蛋白
优化结果，提高效率
• 在培养的细胞内灌流加入转染试剂，洗液， 固定液，抗体等， • 根据标准实验步骤流程，快速完成实验过程
CellASIC
传统方法 1～2天 非特异性结合高 试剂成本高 人工操作 易丢失样本，染色不均匀
CellASICTM 微流控细胞芯片实验室
张倚铭. 高级仪器应用科学家/产品专员 Allan.zhang@merckgroup.com
1. 细胞生物学发展趋势
2.CellASIC平台简介
3. 应用领域及相关信息
• • • •
培养皿中的静态细胞培养 宏观群体性数据分析 终点检测法 细胞裂解或固定
• 微流控动态细胞培养 • 更精确的个体性/宏观群体性数据分 析 • 实时动态检测 • 模拟体内环境活细胞功能研究
–
–
加入完全培养基后的恢复过程(溶酶体降解)
获取图像分析数据
细胞间相互作用及3D条件下的灌流培养
MCF-10A细胞在3D条件下的灌流培养
由单个细胞发展成细胞群的过 程监测与调控 ---MCF10A在Matrigel中的3D培 养和药物灌流
对特定目标的跟踪
• • • 大肠杆菌感染的HT29结肠癌细胞 （100X） 培养的肿瘤细胞中感染病原体后，用缓冲液洗去体系中残留的病原体 跟踪观察病原体的侵入过程以及相应的细胞反应
加热器 加热器 玻璃板 控制面板 芯片 培养板 气体 半透膜 加热器 流动气体
普通 培养基
压力调控 上样孔
பைடு நூலகம்细胞上 样孔
细胞 170 µm 收集孔 培养区 玻璃板
显微镜物镜
酵母
细菌
哺乳动物
藻类
原代细胞 小型组织/细胞块 贴壁/悬浮细胞
干细胞系 肿瘤细胞系
1. 细胞生物学发展趋势
2.CellASIC平台简介
细胞
4.0um / 6.0um 3.5um / 5.0um
液流
2
细胞收集与继代培养
培养的细胞可经由胰酶消化，收集后可继代培养、扩增，还可用于其他检 测实验： 细胞水平检测 Muse Guava 蛋白水平检测 Luminex
FlowSight
基因水平检测
Smartflare
97
加州大学 伯克利分校
CellASIC
•
精确调控气体成分
3% O2
20% O2
为肿瘤，心血管疾病， 干细胞研究及自噬研
究提供良好平台
神经干细胞在不同氧 条件下的反应
细胞迁移和趋化性 CellASIC
Transwell assay
Wound healing assay • 持续稳定超过15小时 • 适用于2D及3D两种实验条件环境 • 不同梯度间可相互转换(最多达9
图3
3um 渗透孔径
8 7 1 2 3 6 4 5 1 8
细胞上样管路
演示
细胞生长区域
图1
3um 渗透孔径
图2
密闭微环境可灵活设定调整实验条件
1. 1/6号上样孔：压力&重力驱动；2-5号上样孔：压力驱动
2. 通过真空泵产生压力控制不同孔中液流交换 3. 常规重力驱动液流速度~10 µL/hr 4. 压力驱动液流速度 5~80 µL/hr 5. 预热气体通过扩散进入细胞生长区域
(单)活细胞的研究将成为未来发展方向
2012年：3449篇；2013全年：3468篇；2014年：778篇 （12篇/天）
个体功能检测与群体数据分析缺一不可
结论：
1. 蛋白的表达处于整体持 续动态平衡；但不同细 胞表现不同 2. 细胞内脉冲型的基因/ 蛋白调节无处不在 3. 存在于不同物种 4. 影响疾病治疗
MCF10A cells; 40x
2h30min 降低背景 消耗试剂少 全程自动化 不损失样本 MCF 10A cells; 100x
特殊的板路设计，彻底避免了传统方法中高浓度细胞难以聚焦的问题
传统方法 – 细菌研究 – 细胞生长观测 – 药物处理
CellASIC
– 真菌（如酵母） 研究 – 分裂生殖过程 – 出芽生殖过程
76
203
复旦大学
阜外心血 管病医院
上海瑞金医院
斯坦福大学
哈佛大学
贝利医学院
美国国家实验室
华盛顿大学
CellASIC微流控细胞芯片实验室
--- 全新活细胞功能分析检测平台
Thank you for your attention!
内部培训材料
相关产品信息
显微镜类型 – 倒置(荧光)显微镜
倒置显微镜
J. E. Purvis et al., Science 2012, 336, 1440–1444
CellASICTM 微流控细胞芯片实验室
基于微流控技术的全新活细胞功能研究平台
精确、动态水平的细胞“Lab-on-Chip”
1. 细胞生物学发展趋势
2.CellASIC平台简介
3. 应用领域及相关信息
模拟体内环境设计
微流控技术，模拟体内动态新陈代谢过程，带走代谢废物
体内环境 CellASIC
循环液流 组织细胞间液流
700um / s 0.1um / s
80-4000um / s 0.08-4um / s
CellASIC平台组成及搭建
液流控制仪
持续灌流；精确调 控液流种类、速度、 时间等条件
温度气体控制仪
多孔板固定槽 激光自动聚焦 自动聚焦软件
必配
选配
电控载物台
转盘式共聚焦显微镜
双光子共聚焦显微镜

常规倒置荧光显微镜 & 特殊类型显微镜 (见右图)
29
全内角反射荧光显微镜
软件设定温度，并 自动调节；同时输 入过滤气体
多重控制面板
密闭系统，实现气 体调控；加热器对 预混气体加热
芯片培养板
适用所有倒置显微 镜；可快速进行气 体交换；
FG操控软件
灵活编辑特定的实 验程序；一键启动， 全程自动化
芯片培养板上的微流控设计
1. 2. 3. 4. 单个样本，多重实验条件组合，多重数据 (图1) 光滑细致的微管路表面，细胞体验“丝般感受”，无挂壁无堵塞 (图2) 1#～6#孔出口与培养区入口处的距离都相等，保证不同处理在同一时间到达培养区域(图3) 底板整体为一块170um玻璃板，适用于所有类型的倒置显微镜