突破性技術(shù):高通量培養(yǎng)細胞
日期:2011-11-03 08:51:23
細胞培養(yǎng)已經(jīng)成為了一種在生命科學(xué)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用研究中被廣泛應(yīng)用的一種實驗技術(shù),從藥物研發(fā),到疫苗研制,再到給他基因功能的分析,都離不開細胞培養(yǎng)。但是直至今天,細胞培養(yǎng)基本上依然是一項繁重的,大多需要手動的操作技術(shù),近期來自Fraunhofer制造技術(shù)與自動化研究所聯(lián)合馬普協(xié)會分子細胞生物學(xué)研究所等處研發(fā)了一個可完全自動培養(yǎng)細胞的系統(tǒng)。
這一設(shè)備由多個模塊組成,包括能移動細胞培養(yǎng)容器(多滴定板)的機器臂,一個能觀察細胞,評估其狀態(tài),以及培養(yǎng)物生長情況的顯微鏡,IPA組長Albrecht Brandenburg博士介紹說,將這些平板傳送到顯微鏡臺上,顯微鏡能自動聚焦,開啟鏡頭,并點亮所需要的光源。這整個光學(xué)系統(tǒng)經(jīng)過設(shè)計,能在高濕度條件下工作——而這種高濕度正是細胞培養(yǎng)所需的,顯微分析的結(jié)果則被用于系統(tǒng)調(diào)控,這種能自動調(diào)控,培養(yǎng)細胞的技術(shù)是首次出現(xiàn)。
計算機程序能分析顯微圖片,檢測并辨別容器表面覆蓋細胞濃度,如果已經(jīng)形成合適的細胞群落的話,那么另外一個模塊:一個空心針就會從培養(yǎng)物中選取100-200微米大小的細胞,放置于新容器中。系統(tǒng)管理員可以通過軟件調(diào)整識別模式,一旦出現(xiàn)新細胞類型,就能找到其所在樣品區(qū)域,這樣系統(tǒng)就能自動識別出細胞類型。
現(xiàn)代生命科學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)展迅猛,人類基因組已經(jīng)測序完成,但是還留下了許多未解之謎,我們知道基因組能為不同蛋白提供編碼信息,但是這些蛋白的作用是什么呢?哪些蛋白調(diào)控健康生物細胞分裂,哪些又出現(xiàn)在腫瘤組織中呢?
要了解這些不同蛋白的功能,科學(xué)家們需要培養(yǎng)細胞,從中分析不同蛋白的作用。細胞培養(yǎng)需要研究人員用移液器不斷的將細胞培養(yǎng)物,從一處轉(zhuǎn)移到另外一處,這樣才能持續(xù)分析細胞。迄今為止,大部分的研究人員還是需要手工完成這一步驟,這不僅是一份繁殖重復(fù)的工作,而且還容易造成污染,或者操作不標準,影響實驗結(jié)果。
這項新設(shè)備的誕生無疑是為細胞培養(yǎng)帶來了福音,近期這一設(shè)備在馬普研究所安了家,這將有助于研究人員揭開不同蛋白功能之謎。研究人員可以將人類基因組片段注入細胞中,這些DNA片段翻譯成蛋白,其在細胞中的位置就能幫助我們了解這些蛋白的功能。目前這一設(shè)備系統(tǒng)已經(jīng)能每月高通量完成500個細胞培養(yǎng),這一細胞工廠也可以用于其它方面,比如檢測不同藥物的有效性。由于這一系統(tǒng)是由模塊組成,因此科學(xué)家們,或者企業(yè)研究人員可以選擇其中的某一模塊,來優(yōu)化自己的實驗。