El citometro de flujo microfluídico logra un alto grado de integración de la función de clasificación celular y análisis aguas abajo mediante la combinación de la tecnología de control de flujo microfluídico y la citología de flujo. sus principios centrales y métodos de implementación son los siguientes:
I. principios básicos: control preciso a escala micro
El medidor de flujo microfluídico utiliza un canal de nivel de micras (1 - 1000 micras) para lograr un control preciso del líquido, combinado con la capacidad de detección y clasificación fluorescente de la citología de flujo, para formar un proceso integrado de "detección, Clasificación y análisis". Sus tecnologías clave incluyen:
Control de flujo laminar: el líquido en el microcanal está en un Estado de flujo laminar (número de Reynolds re < 1), y la trayectoria de movimiento celular es estable y predecible, evitando interferencias turbulentas en los métodos tradicionales.
Clasificación de activación fluorescente (facs): etiquetado fluorescente de antígenos de superficie celular o sustancias internas, estimulado por láser para producir señales de luz dispersa y fluorescencia, convertidas en señales eléctricas por fotomultiplicadores, y procesamiento informático para identificar las células objetivo.
Mecanismo de clasificación física: utilizando características físicas como el tamaño, la densidad y la elasticidad de las células, la clasificación sin etiqueta se realiza a través de tecnologías como la matriz de microcolumnas, el enfoque inercial y las ondas acústicas de superficie (saw).
II. integración funcional: todo el proceso, desde la clasificación hasta el análisis
Preprocesamiento de muestras e inyección de muestras
El chip microfluídico integra módulos funcionales como filtración y dilución de muestras, y la suspensión celular se envuelve en flujo de vaina para formar un flujo de una sola fila, que entra en el área de detección a través de alta tensión o accionamiento eléctrico.
Detección y clasificación de alto rendimiento
Detección de fluorescencia: el haz láser irradia verticalmente el flujo celular, la luz dispersa refleja el volumen celular, y la intensidad de la señal de fluorescencia representa la concentración de antígenos o sustancias nucleares.
Ejecución de la clasificación: de acuerdo con los resultados de la prueba, el flujo celular se controla a través de campos eléctricos, pinzas ópticas, válvulas micro pdms o válvulas de cambio de fase. Por ejemplo, el cambio de campo eléctrico puede desviar las células cargadas a diferentes piscinas de recolección; La tecnología de pinzas ópticas realiza un posicionamiento preciso a nivel de micras a través de la captura y el Movimiento láser.
Integración del análisis aguas abajo
Análisis de deformación en tiempo real: se integra un módulo de imagen de alta velocidad para capturar parámetros como deformación celular, brillo y tamaño en tiempo real, y se combina con señales fluorescentes para el análisis multidimensional.
Operación cerrada: las muestras están cerradas desde la inyección hasta el análisis, lo que reduce la contaminación y los errores operativos y mejora la fiabilidad de los datos.
III. ventajas tecnológicas: eficientes, precisas y de bajo costo
Procesamiento de alto rendimiento: el diseño de canales paralelos de matriz admite el procesamiento de más de 50 muestras por hora, y solo se tarda 10 minutos en clasificar 10 células.
Alta pureza y tasa de recuperación: la pureza de separación alcanza el 95% - 99,9%, la tasa de recuperación supera el 90% y la tasa de retención de la actividad celular supera el 95%.
Bajo costo y facilidad de uso: la producción en masa de chips reduce el costo de una sola separación (1 / 5 - 1 / 10 de los métodos tradicionales), las operaciones automatizadas reducen los errores laborales y son adecuadas para la preparación de células industriales.
IV. escenarios de aplicación
Detección de células tumorales circulantes (ctc): clasificación de CTC con un diámetro de 20 micras a través de la tecnología dld, con una pureza de más del 99%.
Inmunoterapia celular: clasificación de células T CD8 de alta actividad, acortamiento del ciclo de expansión 2 - 3 días y reducción del costo de cultivo.
Investigación con células madre: manejo eficiente de muestras de microbiopsia para evitar fallos experimentales causados por el tamaño insuficiente de las muestras.