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NOVAsort:解锁液滴微流体无误差分选新时代

   时间:2024-12-19 06:15:38 来源:苏州汶颢微流控作者:苏州汶颢微流控编辑:瑞雪 发表评论无障碍通道

高通量筛选技术作为解开生物学复杂谜团的钥匙,近年来备受瞩目。然而,液滴微流体技术在实际应用中,特别是在单细胞分辨率和超高通量筛查方面,仍面临重大挑战。多分散液滴尺寸导致的分选误差,在多步骤分析中尤为显著,极大地限制了该技术的有效性和实用性,尤其是在处理大型文库时。即便是微不足道的1%排序错误,在百万级别的液滴筛查中也会引发上万次的错误判断,给后续验证带来沉重负担。

为了解决这一难题,科研人员推出了NOVAsort——一种基于光电体积的液滴分选仪,它能够根据尺寸和荧光强度对液滴进行精准识别。该技术的引入,使得假阳性和假阴性率分别降低了1000倍和10000倍,标志着液滴微流体分析在准确性和吞吐量上迈出了重要一步。

液滴微流体技术在生物技术和生物医学领域的应用日益广泛,从稀有细胞表型的发现到微生物病因的探究,再到微生物群落相互作用的解析,都展现出了其独特的优势。该技术能够在单细胞和/或单分子分辨率下快速筛选大型复杂文库,为科学研究提供了有力支持。在过去十年里,液滴传输、液滴粉碎、液滴分拣等关键技术均取得了显著进步。

液滴分选技术经历了多种方法的探索,包括气动、磁、热、声和电等。其中,基于介电电泳(DEP)的分选策略因其设计简单、易于制造而备受青睐。DEP分选器通过在微流体通道内产生非均匀电场,利用产生的力使液滴偏转。然而,尽管取得了诸多进展,如通过优化电极设计和改进分流器来减少假阳性液滴,但进一步提高吞吐量仍面临挑战。高流速下,较大的液滴容易因剪切应力和动量突变而破碎,而较大的液滴又是许多基于细胞的检测所必需的。

为了克服这一难题,科研人员引入了顺序可寻址的DEP阵列(SADA)芯片,以实现大液滴的高通量分选,同时避免液滴撕裂。然而,这种方法对多分散液滴的耐受性有限,而多分散液滴在液滴微流体分析中往往是不可避免的。多分散液滴会导致分选误差,因为液滴操作的每一步都是针对特定尺寸范围的液滴进行设计和优化的。无意中的液滴合并和分裂,尤其是在长期和/或高温孵育步骤中,会导致液滴尺寸不准确,进而引发假阳性和假阴性。

基于DEP的液滴分选方法虽然优于其他类型的分选机,但仍存在不足。多分散液滴的存在会导致分选误差,而传统的液滴分选机仅基于单个液滴参数(如荧光、比色或阻抗信号)进行分选,缺乏液滴尺寸信息,使得尺寸不正确的液滴容易被误判。NOVAsort的推出,通过同时考虑尺寸和荧光强度,有效解决了这一问题,为液滴微流体分析的发展树立了新的标杆。

 
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