金属/荧光双模免疫标记高通量细胞亚群精准分析系统实施方案

项目基本信息

项目内容
项目名称金属/荧光双模免疫标记高通量细胞亚群精准分析系统
项目负责人李英志(正高级研究员)
牵头单位中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
申请经费996万元
执行周期2017年12月 - 2020年12月(36个月)

一、立项意义

1.1 解决的关键科学问题

问题1:抗肿瘤免疫应答机制研究的数据需求

  • 传统流式细胞术受荧光通道数量限制,无法同时对诸多参与细胞进行表型及功能检测
  • 质谱流式(CyTOF)弥补了通道少的不足,但忽略了细胞大小、形态、空间分布等信息

问题2:细胞异质性鉴定的多参数需求

  • 肿瘤细胞及免疫细胞在应答过程中异质性增强
  • 需要多参数辅助鉴定,“设门”分析面临挑战

问题3:微量细胞检测的精准度需求

  • 抗原特异性细胞毒T细胞等极少量细胞需要单细胞级检测
  • 建立免疫信息与细胞成像的映射关系可排除假阳性

1.2 技术方案创新点

创新点内容
双模标记稀土笼状配位化合物同时具有金属标签质谱信号和荧光信号
两步法检测荧光初筛分选 → 质谱精细检测,提高通量
质谱指导分选将质谱结果降维指导荧光分选,获得纯样品用于后续测序

二、项目目标与任务

2.1 项目目标

依托流式细胞分析方法,通过目标细胞初筛分选提高检测通量,利用飞行时间质谱对金属标签免疫标记的细胞进行高灵敏分析,实现细胞”精细”检测,指导流式分选,最终实现肿瘤、免疫细胞功能结构分群和相互作用分析。

2.2 项目内容

  1. 细胞荧光分选子系统

    • 基于迪恩涡流的三维流聚焦结构
    • 基于压电射流的细胞分选结构
    • PDMS流体池微加工
  2. 细胞质谱分析子系统

    • 微流离子源(超声喷雾/电喷雾)
    • 高频ICP离子化
    • 飞行时间质量分析器
    • 高精度时间测量(FPGA实现,RMS<10ps)
  3. 免疫金属标记试剂

    • 稀土笼状配位化合物合成
    • 嵌段链状单分散聚合物合成(RAFT聚合)
    • 抗体-标签偶联技术
  4. 控制分析子系统

    • 分选控制、质谱控制、状态监控
    • 工作流控制、学习系统、分析应用

三、技术指标

指标本项目CyTOF
初筛检测通量≥12000个/秒无
分选通量≥600个/秒无
初筛/分选比率20:1无
荧光灵敏度FITC≤200MESF; PE≤200MESF无
检测通道数≥120个120
标签种类稀土元素及其稳定同位素同
免疫标记试剂≥20种60

四、团队构成

项目负责人李英志,核心骨干19人(含正高级4人、副高级5人、中级10人),执行期36个月。

五、经费预算

科目金额(万元)
材料费445.3
测试化验加工费259.6
燃料动力费45
差旅/会议/国际合作95
出版/文献/知识产权41
劳务费92.7
专家咨询费14.4
其他支出3
合计996

六、预期成果

  1. 研制”金属/荧光双模免疫标记高通量细胞亚群精准分析系统”一套
  2. 发表SCI/EI论文≥5篇,申请专利≥8项,软件著作权≥1项
  3. 培养博士2名、硕士3名,形成≥15人创新团队

七、技术风险与应对

风险应对措施
MEMS器件加工苏州医工所具有流式细胞仪研制经验,外协精密加工
单细胞金属标签离子化已建立真空实验平台,完成多项预实验
关键部件进口价格波动已完成市场调研,锁定供应商
加工周期不可预测派驻技术人员到厂家协调,分解加工工艺

关联知识

版本补充(2.0 源文件 docx 版差异)

后并入 重大项目实施方案-双模免疫标记高通量细胞亚群精准分析系统20171110王-sun-2.0.docx(15.2 MB,本笔记 PDF 版的编辑源文件,2.0 稿早于 3.0 打印稿)。核心技术指标(初筛 ≥12000 个/秒、初筛/分选比率 20:1、分选 ≥600 个/秒、FITC/PE ≤200 MESF)与经费结构(材料费 445.3 万 + 测试化验加工费 259.6 万,合计 996 万)两版一致。docx 版独有信息:

  • 队伍规模:总规模 28 人 = 在职 19 + 项目聘用 9(PDF 版仅提”核心骨干19人”)
  • 单位负责人:唐玉国(正高级,0512-69588001,tangyg@sibet.ac.cn);项目联系人:谢劲松(副高级,jsxie@126.com)
  • 骨干投入人月明细:李英志 18 人月(负责人)、胡军/高山/赵建/赵凌霄各 24(正高级),谢劲松/徐正平/王策/白鹏利/缪鹏/丁少华各 30(副高级),金灿强/俞乾/张翼等中级 36 人月全职投入
  • 人员履历表:含各成员的论文/专利按作者身份分类的申报格式表格(第一作者/通讯作者/其他分类统计)