2013年生命科学仪器盘点：流式细胞仪成像设备新产品

　　细胞分选，显微成像在研究癌细胞发生，生命衰老机制等生命科学热点中起着重要的作用。本文将最近一年来流式细胞仪和成像领域推出的新产品新技术集中展示给广大用户。

　　细胞分选，显微成像在研究癌细胞发生，生命衰老机制等生命科学热点中起着重要的作用。外媒预测，在细胞生物学技术发展的推动下，细胞发现服务、基本的细胞生物学试剂、流式细胞仪、transfection and electroporation、媒介和血清、显微镜、细胞培养设备、全细胞分析，细胞和组织、成像设备将产生最大的市场规模和技术进展。而流式细胞和成像技术在过去的一段时间内里已发生了技术上的飞跃。本文将最近一年来流式细胞仪和成像领域推出的新产品新技术集中展示给广大用户。

　　流式细胞仪是对高速直线流动的细胞或生物微粒进行快速定量测定和分析的仪器，最重要的包含样品的液流技术、细胞的计数和分选技术，计算机对数据的采集和分析技术等。最早的流式细胞仪雏形诞生于1934年，Moldavan提出使悬浮的单个血红细胞流过玻璃毛细管， 在亮视野下用显微镜进行计数，并用光电记录装置测量的设想。1953年Crosland-Taylor根据牛顿流体在圆形管中流动规律设计了流动室。其后又经过Coulter、Parker&Horst、 Kamentsky、Gohde、Fulwyler、Herzenberg等人的一直在改进，设计了光电检测设备和细胞分选装置，完成了计算机与流式细胞仪的物理连接及多参数数据的记录和分析，开创了细胞的免疫荧光染色及检测技术，推广流式细胞仪在临床上的应用。

　　近20年来，随着流式细胞仪及其检测技术的日臻完善，样品制备、细胞标记、软件开发等方面不断获得新突破，使得流式细胞仪已大范围的应用于免疫学、生物化学、生物学、肿瘤学以及血液学等方面的研究和临床常规工作，成为细胞分选，细胞周期分析，DNA倍体测定，免疫活性细胞分型纯化，血细胞分型分类，药物在细胞中的分布，细胞凋亡等工作中重要的研究工具。

　　目前，市面上销售的主要是两种流式细胞仪，一种是分析式流式细胞仪，细胞样本经这种仪器分析后最终进入废液桶，不能回收利用，另一种是分选型流式细胞仪，它既能进行流式分析，还能对分析的目的细胞进行分选。随技术的发展，又出现了多功能流式细胞仪，包括显微成像流式细胞仪。传统的分选原理，运用的都是电荷式分选，新一代流式细胞仪则运用了光纤技术和微芯片技术代替电荷式分选，使细胞活性，得率明显提高。近年来，小型化个人型流式细胞仪不断涌现，其主要特征是价格低、简单易操作、维护和使用成本低，但小流式的不稳定性是其最大的问题。随着细胞组学的发展，科学家们渴求探究细胞深层次和综合性信息，既提供细胞群体的群体信息，也关注个体细胞的差异，既能看到细胞表型的特点，更能研究细胞的功能。显微成像流式细胞仪的出现为传统细胞分析带来突破性的变革，使研究者可以一起进行大量细胞的群体分析和细胞图像的实时观测。

　　在蛋白质水平，流式一直是最为常用的单细胞分析手段。但是由于串色等问题的困扰，流式通常只能进行6～10种蛋白的同时检测。质谱流式技术的出现给研究者带来了惊喜。CyTOF2质谱流式细胞仪利用分辨力超强的质谱技术和独特的金属标记抗体，在检测通道数量和信号质量两方面都有了质的提升。

　　传统的流式细胞仪鞘液是很重要的，鞘液可以聚焦细胞或颗粒以通过的激光激发区域。虽然鞘液在流式中的使用已经几十年，但鞘液流体动力学增加了仪器的复杂性，传统鞘流动力学聚焦系统的替代成为了研究的热点。而光纤技术和微芯片技术的发展使得这种替代成为了现实。

　　传统的电荷式流式分选仪具有高压、高速、高电荷的特点，经常会使细胞活性差、得率低;电荷式分选会产生液滴和气溶胶，对于分选操作人员会产生生物安全性危害。而微芯片用于流式细胞技术，既保证了高速分选的需求，又解决了传统电荷式流式分选细胞活性差、得率低的致命缺陷;并具有较高的生物安全性。

　　流式细胞仪作为生命科学研究的重要分析仪器，一直以售价昂贵、维护和使用成本高、操作复杂著称，也使其难以成为实验室常规仪器。近来，小型化个人化成为流式细胞仪的发展热点，微型流式细胞仪普遍具有价格低、简单易操作、维护和使用成本低的优点，未来将得到普遍应用。

　　目前生物成像领域已经普遍采用各种显微技术和共聚焦等技术，使图像的精确度极大的提升。而细胞成像分析的多功能一体化则是细胞成像的发展趋势。GE医疗发布的Cytell

　　全自动细胞成像分析仪，将数字显微镜、图像式细胞分析仪和细胞计数器的功能集合于一体，简化了实验程序。伯腾推出的Cytation

　　3细胞成像多功能检测系统，整合了自动数字显微镜和方便灵活的微孔板检测仪，满足多种检测需求。

　　化学发光成像技术的提升主要源自更高的分辨率，更低的背景干扰和更出色的灵敏度。此外，开发高灵敏度的、灵活简便的、替代传统实验流程的化学发光成像设备也是未来生物成像领域的一个突破点。

　　Merck Millipore公司2013年10月推出的FlowSight多维全景流式细胞仪第一次实现了从群体到个体，从表型到功能的综合细胞分析，引领流式细胞技术进入了崭新的时代。FlowSight革命性地设计提高了信噪比以及荧光检测的灵敏度。标配12个检测通道，除了传统荧光强度信息，还能获得“每个细胞”的明场、暗场以及10个荧光图像。这款仪器具有低于10MESF的超高检测灵敏度，对于弱信号的检测有着非常明显的优势。FlowSight使研究者获得了前所未有的深入的细胞信息，拓展了传统流式细胞仪的应用。

　　DVS Sciences公司推出的CyTOF2质谱流式细胞仪是新一代的多参数流式细胞仪。它率先使用金属元素做为流式抗体、染料的标志物，利用质谱对标记细胞进行定量检测。一方面使流式检测通道数量大幅度提高到了上百个，提升了从单个样品获得的信息量;另一方面避免了通道间信号的干扰，大大简化了实验设计，提升了数据的可靠性。信号分子检验测试数量的增加意味着对细胞群内的表型进行更精准的观察和分类，对细胞株的均一性有更准确的认识，也代表着对细胞内信号转导网络有更清晰的了解;同时它也为单细胞蛋白质组的发展提供了新的研究手段。

　　美天旎推出的MACSQuant® Tyto，是一款基于微芯片的流式细胞分选仪。传统电荷式流式分选仪由于高压、高速、高电荷，使得细胞活性差、得率低。随着微芯片技术的发展，微芯片控制的机械阀开合一次仅需几十微秒，已达到传统分选仪每秒钟分选上万个细胞的速度。既保证了高速分选的需求，又解决了传统电荷式流式分选的致命缺陷;无鞘液、封闭的样本盒设计避免了细胞污染的风险，而且没有产生液滴和气溶胶，对分选操作人员没有生物安全性危害。

　　美国ORFLO公司推出的MoxiFlow微型流式细胞仪可能是世界上最小的流式细胞仪，大小规格仅为26×15×15cm，仪器内置4500mAh锂电池，便于在实验室移动和随意放置;内置软件程序，480×320pix彩色显示器可清晰呈现数据结果，它采用了库尔特电阻原理和荧光检测原理相结合的检测方式，可以胜任细胞活性检测、细胞凋亡检测、多参数分析、细胞大小检测、荧光珠子检测、细胞周期检测等多种数据检测。

　　加拿大Handyem公司推出的HPC-100个人型流式细胞仪，使得光纤技术首次用于流式细胞仪的液流系统。HPC-100的核心技术是F3FiberFlowFluidicsTM，其最大的创新是基于光纤技术的微流体流动室，使其无需使用传统流式细胞仪中消耗品-鞘液，就可以实现与传统流体动力学相同的效果，减少了仪器的复杂性，降低了仪器的使用成本。并且消除了繁琐的激光光斑校正，从而在防震和便携式性上有了极大的突破。

　　Cell Sorter。它包含1或2个激光器及最多4个荧光检测器和2个散射光检测器，并使用标准的在空气中激发技术进行仔细的检测。样品分选可高速进行，同时具备准确的液滴断点监控和反馈。S3细胞分选仪具有可更换的滤光片设计，以便优化滤光片和荧光染料的组合。这款仪器体积小巧，内置了液流和温控装置，运用独特技术使复杂的分选设置程序自动化，无需用户参与校准。

　　全自动细胞成像分析仪，将数字显微镜、图像式细胞分析仪和细胞计数器的功能集合于一体。其软件BioApps采用了预先设计、易于使用的自动模块化的设计，能让刚开展细胞毒性检测实验人员快速展开常规细胞分析。同时，BioApps又具有强大的灵活性，以满足经验比较丰富的检测工作员探索更多细胞替代实验。与相应细胞活力试剂盒联用，在单细胞水平上进行数据分析，使该系统具有强大的评估细胞活力的能力。这个全自动、多功能的系统覆盖了从成像到分析、数据可视化到报告生成的所有步骤，极大简化了常规的实验程序。

　　3细胞成像多功能检测系统，这是一款细胞成像多功能微孔板检测系统，在一套系统中同时整合了自动数字显微镜和方便灵活的微孔板检测仪。这种设计为基于孔板的高密度细胞研究分析提供了大量的细胞表型分析数据。配备有BioTek专利的微孔板检测Hbyrid技术，CytationTM3还拥有基于滤光片的高灵敏度检测光路和基于光栅的高灵活性检测光路，能够完全满足不同检测的需求。可升级的荧光细胞成像模块可以为实验人员提供丰富的细胞成像数据。

　　英国Syngene公司对其荧光、化学发光产品线做了全面升级，推出了G:BOX Chemi XX9荧光和化学发光成像系统。新产品具有900万像素的分辨率，系统CCD制冷温度升级为-57℃，可以最大化降低背景干扰，产生更好的成像效果。采用的CCD芯片具有更高的量子效率，极大的提高了系统检测的灵敏度。G:BOX Chemi XX9不但可以实现荧光、化学发光成像，还可以胜任对分辨率要求比较高的2D成像，配合新推出的“Edge光源”，可以轻轻松松实现2D胶(含DIGE胶)的分析。

　　2013年初，美国LI-COR公司推出了C-DiGit数码化学发光扫描仪，为Western Blot成像提供了高效简便的技术方法。该仪器将压片的高灵敏度和暗箱式CCD成像仪成像的方便灵活性相整合，无需暗房、胶片，无需多个时间反复曝光，无需更改原来实验方法，通过软件控制数码成像得到灵敏度等同于压片的高质量图片。其足够大的光圈使其能够高效地进行光信号的收集，线性传感器阵列快速扫描成像，是一款真正意义上取代暗房压片的数码化学发光成像设备。（编辑：乔峰）