近日，星賽生物宣布EasySort單細(xì)胞微液滴分選系列產(chǎn)品升級，在芯片、硬件及軟件三方面全維度創(chuàng)新和性能提升。其中，業(yè)內(nèi)首創(chuàng)光鑷輔助靜態(tài)池成像分選技術(shù)在芯片上的應(yīng)用可支持精確索引細(xì)胞分選，而新增的獨創(chuàng)EasySort AUTO自動化模塊及相關(guān)軟件升級，使得顯微鏡可以智能化發(fā)現(xiàn)目標(biāo)單細(xì)胞，并自動化分離獲取，實現(xiàn)30秒內(nèi)“精準(zhǔn)擒拿”目標(biāo)活體單細(xì)胞，單細(xì)胞得率達(dá)93%。升級產(chǎn)品可以更智能化、自動化的方式解決研究人員在單細(xì)胞分選環(huán)節(jié)一直以來的難題——“看得到，拿不出”，實現(xiàn)精細(xì)到不同細(xì)胞形態(tài)階段的“所見即所得”，為微生物資源的探測和挖掘提供了有力手段。
圖1：EasySort AUTO提升活體單細(xì)胞分選的自動化與智能化程度
此前，星賽生物EasySort系列于今年年初發(fā)布，是一款可實現(xiàn)原位狀態(tài)下活性單細(xì)胞精準(zhǔn)分選的裝備，目前包括Lego（可將顯微鏡升級為單細(xì)胞分選儀）和Compact（高度集成化的單細(xì)胞智能分選儀）兩個型號。通過耦聯(lián)光鑷和微液滴技術(shù)，EasySort為單細(xì)胞的觀測監(jiān)測、捕獲操縱、分離提取提供系統(tǒng)化解決方案。而此次產(chǎn)品升級進(jìn)一步應(yīng)用了多個業(yè)內(nèi)獨創(chuàng)專利技術(shù)，使活體單細(xì)胞分析分選更精準(zhǔn)、更智能、更高效，為后續(xù)單細(xì)胞多組學(xué)研究提供了更多科研創(chuàng)新思路。
實驗數(shù)據(jù)顯示，升級EasySort系統(tǒng)搭載的AI輔助圖像識別算法對目標(biāo)細(xì)胞識別的準(zhǔn)確率達(dá)80%；系統(tǒng)嵌入的光鑷技術(shù)可以捕捉并精準(zhǔn)操控目標(biāo)細(xì)胞；基于界面接觸的微量液體分離專利技術(shù)，目標(biāo)細(xì)胞能夠以單管單細(xì)胞（One-Cell-One-Tube）的形式自動收集于PCR管中，通量為~120細(xì)胞/小時，單細(xì)胞率高于93%。該系統(tǒng)分選的目標(biāo)單細(xì)胞可以直接開展單細(xì)胞測序、培養(yǎng)等工作，單細(xì)胞測序成功率高于84.2%，酵母細(xì)胞和大腸桿菌單細(xì)胞培養(yǎng)的成功率分別為~85%和~80%。相關(guān)科研成果近期發(fā)表于權(quán)威期刊《微生物》mLife。
芯片升級：打造全新一代靜態(tài)池芯片，實現(xiàn)高通量的精確索引細(xì)胞分選
為了進(jìn)一步簡化技術(shù)操作流程，提升分選通量，并進(jìn)一步支持大批量單細(xì)胞分析分選，星賽生物采用了基于OPSI的新一代單細(xì)胞分選耦合培養(yǎng)/測序策略，業(yè)內(nèi)首創(chuàng)光鑷輔助靜態(tài)池成像分選技術(shù)，可以精確索引的方式對細(xì)胞進(jìn)行分類，能“所見即所得”、保持細(xì)胞原位活性、高通量地分選明場、熒光、拉曼成像下的目標(biāo)單細(xì)胞，并支撐高質(zhì)量的單細(xì)胞基因組/轉(zhuǎn)錄組測序。該技術(shù)對于細(xì)菌、古菌、真菌、動植物、人體等各種大小細(xì)胞均廣譜適用。相關(guān)工作得到了國家重點研發(fā)計劃、山東省自然科學(xué)基金委和國家自然科學(xué)基金委的資助，相關(guān)研究成果發(fā)表于微流控領(lǐng)域國際權(quán)威期刊《芯片實驗室》Lab on a Chip。
圖2：OPSI技術(shù)服務(wù)單細(xì)胞多組學(xué)研究
軟硬件升級：全流程自動化+獨家AI算法，目標(biāo)細(xì)胞識別更精準(zhǔn)高效
開發(fā)團隊在原有版本產(chǎn)品基礎(chǔ)上新增了自動化收集裝置——EasySort AUTO系統(tǒng)模塊，可實現(xiàn)自動化、智能化的從細(xì)胞群中精確分類不同形態(tài)的細(xì)胞。該系統(tǒng)由星賽生物聯(lián)合中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所單細(xì)胞中心開發(fā)，支持EasySort產(chǎn)品在一次上樣之后，檢索、分選、收集等環(huán)節(jié)實現(xiàn)全流程自動化。新增裝置通過將光鑷模塊和自動采集模塊耦合到正置顯微鏡來構(gòu)建，安裝簡便并適配奧林巴斯、尼康、徠卡和蔡司等多個顯微鏡型號。
產(chǎn)品同時升級了支持EasySort AUTO自動化收集裝置的軟件，可對細(xì)胞進(jìn)行AI智能分析并精準(zhǔn)檢索目標(biāo)細(xì)胞，其智能分選路徑設(shè)計，在光鑷鎖定細(xì)胞啟動分選時還可以使其自動避障。
多個權(quán)威期刊論文實驗結(jié)果驗證EasySort對單細(xì)胞多組學(xué)的創(chuàng)新研究價值
升級后的EasySort系列產(chǎn)品為研究人員提供了新一代的單細(xì)胞分選耦合培養(yǎng)/測序策略，提供了原位活體微生物單細(xì)胞分選的自動化、基于精確索引和保持細(xì)胞活力的解決方案，并已成功支持多個相關(guān)實驗研究。
例如，研究人員成功的利用AI輔助檢測模型，實現(xiàn)單個細(xì)胞的形態(tài)圖像快速獲取并呈現(xiàn)預(yù)測結(jié)果。實驗使用在亮度、形狀和質(zhì)地上都不同的兩種酵母來驗證識別的準(zhǔn)確性。其中一種酵母對比度小、形狀圓潤、內(nèi)部紋理無明顯變化，而AI輔助檢測模型精準(zhǔn)的識別了相關(guān)特征。實驗結(jié)果顯示絕大多數(shù)酵母種類可以被正確分類，該研究成果發(fā)表于《微生物》mLife。
近期在《芯片實驗室》Lab on a Chip發(fā)表的論文也展現(xiàn)了OPSI的通用性、方便性、靈活性和低成本等優(yōu)勢，研究人員使用OPSI系統(tǒng)分選人體MCF-7單細(xì)胞進(jìn)行RNA-seq，獲得了高質(zhì)量和高可重復(fù)性的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組譜。
目前，升級版本EasySort產(chǎn)品已實現(xiàn)樣機下線及支持批量生產(chǎn)，升級后的裝置及系統(tǒng)可與拉曼光譜儀耦合用于單細(xì)胞分析分選，將大大拓寬應(yīng)用范圍，其能將表型與基因型聯(lián)系起來的能力也為單細(xì)胞多組學(xué)提供了更多研究空間。
