研究

NYGC的3D打印微流体套件使细胞分析最多便宜200倍

由于新的3D印刷液滴微流体控制仪器,识别和靶向正确的细胞以治疗类风湿关节炎(RA)等疾病现在更便宜,更容易获得。

由研究人员从纽约基因组中心(NYGC)和纽约环球ity(纽约大学),该仪器是开源的,适合床头,可以以600美元左右的价格获得和组装,比其他可比仪器便宜20至200倍。

“大多数商业微流体仪器都非常昂贵;结果,并非每个实验室都可以使用激动人心的技术进行单细胞分析。”领导研究和仪器开发的威廉·斯蒂芬森博士说。“我们设计了该仪器来执行液滴微流体,尤其是Drop-Seq,这是一种用于单细胞RNA测序的大量并联技术。”

制造控制仪器

虽然3D打印已用于制造微流体血管自己和进来3D bioprinting,NYGC仅在此处使用该技术作为实验设置的一部分。

该仪器由固定在3D打印框架上的电子和气动组成。整个系统是通过触摸屏上的图形用户界面通过软件控件操作的。

为了制造仪器,fff 3D打印了多层3D打印框架,尺寸为21厘米x 20厘米,高度为9厘米。该框架包括用于Raspberry Pi芯片和平板电脑的安装座。对于流体处理,使用了市售的微泵,调节器和微电磁阀。

A shaft was 3D printed and added to a permanent magnet stepper motor to stir barcoded microparticles used in the cell analysis, which could then be visualized on the screen.

微流体控制仪器设计和验证的图。B和C显示了3D打印框架的设计。通过自然的照片
微流体控制仪器设计和验证的图。B和C显示了3D打印框架的设计。通过自然的照片。

用微流体控制仪器分析细胞

研究人员使用该仪器介绍了RA患者的联合滑膜组织,RA患者是一种自身免疫性疾病,影响了美国人群的1%。他们从五名RA患者中收集了总计20,387个细胞的样品,并研究了每个细胞的单个基因表达模式。

通过分析完整的数据集并搜索相似细胞的簇,研究人员以明显不同的基因表达模式鉴定了不同的成纤维细胞(结缔组织细胞),这是朝着与RA患者建立全面的“细胞地图集”的重要步骤。研究人员兼首席作者拉胡尔·萨蒂亚(Rahul Satija)说:

“This dataset gave us the opportunity to identify individual subpopulations of cells that could drive the progression of RA, even if they have not been previously characterized.”

“从这项工作中,我们已经对未识别的成纤维细胞亚型分类,这些亚型可能对我们的RA患者来说是重要的药物靶标。”

在平板电脑上可视化的细胞分析图。通过自然的照片。
在平板电脑上可视化的细胞分析图。通过自然的照片。

其他潜在应用

该系统的其他潜在应用包括最近的工作谱分析来自数十万个单细胞的免疫库,水凝胶微球制造用于3D细胞培养,化学微流体梯度产生和微粒大小分类。

完整的研究,Single-cell RNA-seq of rheumatoid arthritis synovial tissue using low-cost microfluidic instrumentation经过威廉·斯蒂芬森(William Stephenson),劳拉·T·唐林(Laura T.Rahul Satija可以使用在线阅读通过自然杂志。

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特色图像显示了连接到平板电脑的微流体控制仪器。通过NYGC的照片。