基于金属/荧光双重免疫标记高通量细胞亚群精准分析装置 - 0923修改版PPT

基本信息

  • 项目名称:基于金属/荧光双重免疫标记高通量细胞亚群精准分析装置
  • 项目负责人:李英志(研究员,中科院苏州医工所总工程师)
  • 承担单位:中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
  • 日期:2017年9月23日
  • 页数:30页PPT

项目概述

本项目拟研制一台基于金属/荧光双重免疫标记的高通量细胞亚群精准分析装置,实现肿瘤及免疫细胞的多参数、多维度大数据信息获取,包括细胞形态、分子标记的空间分布及动态变化、功能特征等。

核心思路:以流式细胞术为基础,结合金属标签免疫标记技术、高通量多光谱显微成像技术、质谱分析技术,在国际上首次提出”荧光同位素双标记高通量细胞亚群精准分析装置”,实现高通量目标细胞筛选、荧光免疫标记结构成像、超分辨免疫质谱分析的多模式”全息”检测。

技术方案

一、立项依据

  • 学科层面:根据生物分子结构原理(热力学过程),阐明新陈代谢、应激过程、生长凋亡等系统生物学的完整机制(动力学过程)
  • 技术层面:蛋白质的表达和相互作用,上承基因组,下启代谢组,是生命组学的表型中最为重要的部分
  • 应用层面:细胞生物学、医学的最新进展,呼唤更快、更灵敏、功能更强大的细胞分析新技术

二、研究目标

研制”基于金属/荧光双重免疫标记高通量细胞亚群精准分析装置”,以流式细胞术为基础,结合基于金属标签的抗原抗体特异性标记技术、质谱分析技术实现高通量目标细胞筛选和免疫质谱分析。

三、技术方案详情

1. 细胞分选子系统

  • 基于迪恩涡流的细胞流聚焦保持结构:保持细胞成单排状态
  • 基于压电射流的分选结构:实现分选速度达到每秒600个的流式细胞分析分选单元

关键技术:

  • 研究层流中颗粒受力分析理论
  • 研究射流形成与压电喷嘴结构以及压电控制参数的关系
  • 采用MEMS工艺加工开发流体池的压电射流结构

2. 细胞质谱分析子系统

  • 小型微流离子源与接口:微流量雾化
  • 专用高通量、高灵敏的飞行时间质谱:金属标签的快速稳定检测

关键技术:

  • 采用超声喷雾以及电喷雾,实现将微升和纳升级的液体雾化
  • 采取高频ICP和MPT,实现复杂基质的元素化
  • 采用小型白金锥和不锈钢毛细管,实现完美的真空接口
  • 采用动态峰值鉴定的方法,将脉冲时序、飞行时间作为打击信息传给大容量缓存

3. 免疫标记试剂——金属标签试剂

重点研究稳定配位物和单分散聚合物,实现荧光和质谱双模标记

关键技术:

  • 采用固相合成技术,开发稀土配位物的笼状化合物
  • 采用链转移聚合技术,合成单分散聚丙烯酸酯类聚合物
  • 采用可控制的高效偶联标记技术,实现抗体与金属标签的定量标记

四、研究基础

1. 研究团队

  • 李英志:博士,研究员,中科院苏州医工所总工程师;美国普度大学化学系质谱和气相离子化学专业获理学博士学位;曾任美国阿克仑大学化学系为副教授和终身教授

2. 条件基础

具备开展细胞分选、质谱流式、标记试剂等核心技术研究,关键部件研制与检测,以及系统集成、装调与检测等的实验室条件和装备条件

3. 前期工作

  • 流动室设计与加工:针对低流速流动室开展了相关设计、分析与试验工作
  • 流式细胞仪:从2010年起承担863重大项目”流式细胞仪研制”,积累了相关理论基础,申请了多项发明专利
  • 试剂研究:完成了稀土离子铕(Eu)和铽(Tb)的笼状配位物研制,拥有抗体荧光染料标记技术

五、创新点

  1. 多激光沿细胞流线立体排布,实现多位点荧光标签激发,有效避免不同荧光波长间的交叉干扰
  2. 基于压电射流技术精准施力于单细胞,实现分选速度达到600个/秒的单细胞分选
  3. 开发一种镧系穴状配位物可实现时间分辨荧光和ICP-TOF质谱的多模态联合扫描(linked-scan)

六、经费预算

  • 直接费用:2096万元
  • 材料费:1035万元
  • 测试化验加工费:620万元
  • 差旅/会议/国际合作与交流费:92万元
  • 出版/文献/信息传播/知识产权事务费:65万元
  • 劳务费:231万元
  • 其他:49.5万元

七、预期成果

  • 完成基于超分辨检测的流式细胞亚群精准分析系统1台套
  • 在国内外重要期刊和国际会议上发表学术论文≥10篇
  • 申请发明等专利≥10项
  • 申报软件著作权≥2项
  • 培养博士研究生2-3名,硕士研究生3-5名

备注

这是2017年XXX项目申请本子的PPT版本(0923修改版),与docx版本基于荧光同位素双标记高通量细胞亚群精准分析装置-项目本子20170919系统组成篇互为补充。目录”修改/”下还存在两个相似版本(白1版、by-xu版),内容基本一致,可能为不同人的修改痕迹版本。