国产高端单细泡液滴高通量制备、分选分离系统的应用

       随着YL水平的不断发展，基于细胞水平的筛选检测技术的重要性日益突出。一些新的检测手段和改进后的检测技术不断被推出，以便适应新的国际形势下的发展。单细胞液滴高通量制备及分选分离系统（Single-cell high-throughput preparation and separation system，SHPS）（以下简称SHPS系统）是微流控技术、激光技术、电子计算机技术和信息技术等学科的综合产物。SHPS系统可应用于高通量药物筛选、疾病诊断、基于细胞水平的分子生物学、细胞生物学临床检验和蛋白研究等多个领域，为我国生物医药技术发展提供国际lingxian的技术。

一、  单细胞液滴高通量制备、分选分离系统原理

       SHPS系统是由液流驱动系统，光学系统，电学系统，信号检测与存储系统，显示分析系统及细胞分选系统几部分组成。待测样品制成悬液，经荧光染料染色后注入微流控生物芯片，在微通道多分叉区域，通过油相液流的剪切力，使样品包裹在微小液滴中，之后，微液滴逐个通过检测区域，高精度信号传感器采集其信号，由系统对样本进行实时测控与分析。在生物芯片通道的后端分选环节，借助可控液流推力，实现液滴的jing准、柔性分选，整个过程对液滴内生物颗粒活性影响极小，这是该系统具有的特色技术。

二、  单细胞液滴高通量制备、分选分离系统优势

       SHPS系统是高速、GX、高精度的单细胞液滴高通量制备分选分离系统，其优势主要表现在以下几个方面：

       (一)对细胞/细菌/酶等液滴包裹后分析分选，在可定制的微米级通道内实现微量液体的jing准定量处理和操控；

       (二)激光激发检测速度每秒钟Z高可检测数千个细胞，识别并分选出的液滴只含一个细胞/菌/酶…（或其它生物颗粒），删除空液滴，实现GX单核液滴筛选；

       (三)多激光诱导荧光检测，精确识别不同细胞上荧光量的差异，实现生物颗粒蛋白质、核酸染色及荧光分析；

       (四)选择性地针对细胞、酶、菌、病毒、线虫等进行分析，针对特定参数(如活性、活力等)进行个体精确操控。

       综上，SHPS技术以其检测速度快、统计学精度高、可将具有指定特征的细胞分选出来等特点得到快速发展，预计今后该技术将会在生物、医药、临床及科研等领域发挥巨大的作用。

三、  单细胞液滴高通量制备、分选分离系统应用

     （一）药物高通量筛选

       随着医药学的发展，对药物作用机制不断深入研究， 如何充分合理科学的对新药进行研究和开发，是药物研发人员和YL行业的重要任务。SHPS技术是更加快速和精确的高通量筛选分析系统，将先进的技术应用于药物的筛选过程中，改变了传统药物的发现模式。

       SHPS系统可实现药物筛选的规模化，大幅提高筛选速度，缩短发现时间，提高药物发现的机率；采用细胞水平的筛选方式，通过液流速度的合理分配和小体积液体的精确操控，较大限度的利用YY物质资源，降低药物发现成本；高精度的筛选系统及自动化操作，提高筛选效率和结果的准确性。

在药物筛选过程中， SHPS系统寻找具有生物活性的化合物，用以先导化合物的发现与优化，药理药效和药物开发研究，YL方案确立及改进等方面，为药物筛选提供了建立新方法和获得新的生物信息的机会。

（二）单细胞水平的疾病早期诊断

       YL技术的提高及YL资源的普及使得疾病早期诊断率大幅提高。早期诊断可以使患者尽早开始干预性ZL，是临床诊疗和预后的关键。尤其GX的早期诊断可以减少患者诊断的不确定性，使患者不用为了进行排除性检测而长时间等待。SHPS系统是一种有效地在单细胞水平研究细胞因子的方法，为疾病的早期诊断提供GX准确的方法与技术。

       在肿瘤学研究中，能快速、准确地检测早期肿瘤细胞，对肿瘤早期诊断、LX评价和转移监控做出评价，是提高肿瘤治愈率与生存率的关键；在免疫学研究中，对抗体或配对碱基与相应抗原或受体结合来做细胞类型鉴定，可以进行免疫状态监测并对各种临床疾病 (如自身免疫性疾病、免疫缺陷疾病等)进行诊断；在血液学方面，可以进行细胞抗原表性分析、细胞DNA分析，对白血病免疫疾病、血小板功能异常等快速做出诊断。

     （三）酶高活性/高纯度检测筛选

       酶工程领域的迅猛发展，对酶种类和性质的多样化有了更高的要求。酶是GX、高选择性、环境友好的生物催化剂，用酶代替化学催化剂进行生物转化、环境处理、化工品及药物生产，日渐成为食品、环境、能源、医药等多种工业领域不可或缺的组成部分。但传统的筛选方法（平板筛选方法及微孔板）由于对人力依赖重、筛选通量低等问题，已无法满足日益发展的酶工程领域对酶活性筛选的要求。

       从大量蛋白质突变体库中GX快速的筛选出有益突变是决定酶定向筛选成功的关键。SHPS系统可通过荧光激活细胞分选(FACS)，对大容量样本进行超高通量的分析和筛选，并能够分选出具有特定性质的群体，为酶的定向筛选提供新的更为便捷的手段与方法。

      （四）酶、蛋白基因文库构建

       生物及信息技术的迅速发展，寻找新基因、克隆新基因、进而研究基因的功能已成为功能基因组研究中的一项重要工作。基因组文库是进行分子克隆和基因组结构与功能研究的基础。完整的基因组文库的构建，使得DNA片段的筛选和获得成为可能。

       基因工程中，需要将某种生物的遗传信息贮存在可以长期保存的稳定的重组体中，通常是将目的基因用适当的工具酶连接到低等微生物如细菌的质粒、噬菌体等载体上，克隆得到重组DNA，由此构成该生物的基因文库。SHPS系统对DNA的载体进行精确识别，为文库筛选提供了更强且更有效的途径。

       此外， SHPS系统还可用于新材料制备、基因检测、jing准YL等方面，研究范围涉及生物、YL、材料、化学等诸多领域。目前，SHPS系统的发展主要受到仪器成本高、应用范围有限等制约，但是随着高新技术的发展，SHPS技术也将日益完善。SHPS系统发展前景巨大，未来有望作为国产代表性技术用以更为广泛的研究领域，为医学研究等提供新的策略，为诸多行业带来新的方向。