中国基因网

中国基因网您的位置：首页 >行业资讯 >

大量努力产生基于图像的细胞分选技术

2019-03-27 09:19:36 • 来源：

发明于50多年前，基于流式细胞仪的细胞分选已成为生物学实验室中广泛使用的工具，用于基于其全局表面标志物表达谱来物理分离细胞。但是在8月27日的Cell杂志上，一个由多个机构组成的国际研究团队揭开了这个关键过程的下一个演变，即“图像激活细胞分选”，简称IACS。

大量努力产生基于图像的细胞分选技术

IACS是一种智能机器，它集成了光学，微流体，电学，计算和机械技术，不仅可以根据细胞的全局表型，还可以使用图像驱动方法对细胞的空间和形态特征进行分类。研究人员将推出一个开放式创新平台，用户可以在东京大学建立的机器上提出建议，提交有趣的样本并进行测试。另外，一家初创公司CYBO，Inc将把智能IACS技术变成商业产品。

“我们的目标是将流式细胞仪的能力从一维强度扩展到二维图像，以分离具有独特生物分子空间结构的细胞。这将有助于解决新的基本生物学问题，如”细胞结构如何与生理功能分子相关?“资深作者Keisuke Goda，东京大学的物理化学家。“我们设想开发的工具广泛适用于研究基因影响细胞内各种分子空间定位的因素。”

为了使IACS成为现实，研究人员需要在速度和准确度之间取得平衡。来自26个机构包括东京名古屋大学京都大学大学，理化学研究所，加州大学洛杉矶分校，哥伦比亚大学，超过50名专家的合力乡田和他的同事发现，同时使用实时靶细胞中分离出无中断的方法深学习快速处理高分辨率数据。设计花了2年时间，开发子系统需要2年时间，另外2年时间将它们整合起来并在微藻和血细胞样本上测试平台。Goda是去年获得诺贝尔物理学奖的LIGO(激光干涉引力波天文台)小组的前研究员，采用了LIGO战略，领导团队建立高度跨学科的复杂机器。

与所有流式细胞仪一样，将含有悬浮细胞样品的管置于注射口处以引入IACS系统。在运行期间，细胞在显微镜镜片下一个接一个地成像;实时收集数据并用于构建排序决策，从而将符合标准的细胞与不符合标准的细胞物理分离。完成后，收集含有样品的分选部分和剩余部分的两个管，在光学显微镜下检查，并评价产率和纯度。与流式细胞术不同，细胞可以根据空间和形态学参数从大的异质群体中分类，如细胞内蛋白质定位和细胞 - 细胞相互作用，如Goda及其同事所证明的。

“该平台即使采用深度学习算法，也可在32毫秒内完成图像采集，图像处理，决策制定和驱动，从而实现以每秒约100个单元的前所未有的速度进行实时基于图像的智能单元搜索和排序，“戈达说。“智能IACS技术用途广泛，可处理从微生物学到血液学等各种领域的各种类型和大小的细胞，并有望在生物，制药和医学科学领域发现基于机器的发现。”

目前，平台被优化用于分析单个细胞，并且不能处理更大的生物物体，例如细胞球体，类器官，组织碎片和整个生物体。然而，研究人员正计划修改微流体通道和光学系统，以便将来实现这一目标。而且由于系统庞大而复杂，因此在室外实验室建设并不容易。在短期内，研究人员将使用开放式创新平台来帮助任何有兴趣使用该工具的人。

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

推荐内容