光ピンセット、バクテリアとガン細胞の高速、ローコストスクリーニング

January, 17, 2023, Qingdao--中国科学アカデミー(CAS)のチンタオ生物エネルギーとバイオプロセス技術研究所(QIBEBT)の研究者は、新技術、光ピンセット・アシストプールスクリーニング&単細胞分離(OPSI)システムを提案し、標的細胞選別99.7%純度を達成した。全てリアルタイムで行われた。
　現在の細胞選別法は、将来のテストのためにその生存可能性を維持しながら、多様なサイズの細胞を効果的に選別できない。これは、ガン細胞、病原菌研究の際には問題になり得る。OPSI技術は、現在使用されている他の方法と比べてコストとリソースを低減し、時間を節約する。この点は、異常な細胞、病原間を扱う際には極めて重要である。

光ピンセットは、高集束レーザを利用し、所望の物体をつかみ、操作し、動かす。この場合は、標的細胞。

さらに調べる必要があるガン性あるいは他のターゲットセル(標的細胞)や病原体を扱うとき、ある細胞を取り出せ、つかめることが役立つ。この光ピンセットは、マイクロ流体チップに閉じ込められた細胞プールで利用される。これは通常、その材料に成形されたマイクロチャネルを持つガラススライドである。ターゲットセルが特定されると(通常は、ターゲット蛍光、ラマンイメージング、あるいは明視野顕微鏡による)、それは微小滴に簡単にパッケージでき、後の増幅および分析のために「ワンセル・ワンチューブ」的にエクスポートされる。

「正確に指示されたとおりに、ターゲットセルのリアルタイム画像ベース選別は、直接に、臨床あるいは環境サンプルから個々の人または微生物細胞を配列または培養には望ましいが、既存方法の多様性は、制約されている。通常、それらが全てのセルサイズに広く適用できるのではないからだ」と論文の筆頭著者、XU Tengは指摘しいる。

有効性とOPSIが利用できる範囲を証明した結果は、Oab on a Chipに発表された。グリーン蛍光タンパク質(GFP) E. coli、非- GFP E. coliとイーストの人工的テスト混合物を1:1:1比率でチップにロードすると、GFPバクテリアとイーストが素早く分離された。

さらにこの方法の有効性をテストするために、GFP E. coli 1%ノミを使う混合物を使用した。すると様々なサイズの他の細胞の混合物の中で蛍光細胞は、簡単に検出、分離された。

「OPSIを使って操作可能な正確な分離と広い範囲のセルサイズは、ターゲットセルの取得を容易にするだけでなく、サンプルの研究に必要な量を大幅に減らすことができる」と論文の筆頭著者、Single-Cell Center of QIBEBT エンジニア､Li Yuandongは話している。微小滴のターゲットセルの分離と取得は、高品質のセル情報も維持し、必要となるリソースを最小化しながら、より多くの遺伝子を検出できる。「稀な、小さなサンプルの場合、これは特に重要である。1回のテストで簡単に消費し尽くされるからである。するとサンプル品質維持さえできない可能性がある」。

「流れるストリームに単一の細胞を一つ一つ検出するよりも、広視野イメージングを活用すると、ターゲット細胞の認識は、著しく高速になる」と共同責任著者、XU Jian教授は話している。「OPSIは、ターゲットセル選別純度>99.7%、10倍の高速化、10~20 cells/minを達成」。

Single-Cell Center of QIBEBT、MA Bo教授によると、次のステップでは、人工知能ベースの自動認識をこのOPSIチップ法に導入すること。併せて、自動操作ステップが、スループットを一段と高め、この技術の利用を著しく広げる。

これらのステップがさらに簡素化されると、利用は遙かに容易かつ迅速になる。また、時間やプロセスを意識するプロセスは、さらに利用しやすく、利用が容易になる。

(詳細は、http://english.qibebt.cas.cn/)