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建议书
项目基本信息
- 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
- 项目来源：中国科学院仪器装备研制专项
- 承担单位：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
- 合作单位：中国科学院生物物理研究所
研究背景与意义
对肿瘤或免疫细胞的高通量多维度研究是肿瘤及肿瘤治疗研究的基础。研究肿瘤发病机制、发现细胞新特性、明确患者个体差异需要同时获得肿瘤或免疫细胞多参数、多维度的大数据信息，包括：
- 肿瘤或免疫细胞形态
- 分子标记的空间分布及动态变化
- 功能特征等
目前没有任何一种仪器能满足上述功能需求。
技术方案
核心思路
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
在国际上首次提出超分辨检测的流式细胞亚群精准分析装置，实现高通量目标细胞筛选和超分辨免疫质谱分析。
三大结构组成
1. 多通道荧光标记流式细胞分选机构
关键技术：
- 单细胞流体聚焦控制技术
- 多激光多参数荧光标签立体激发技术
- 压电射流单细胞分选技术
创新点：
- 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
- 基于压电射流技术精准施力于单细胞，使细胞偏离既有流线进入分离路径
- 分选速度达到600个/秒的单细胞分选
2. ICP-TOF质谱
关键技术：
- 高效雾化室结构设计
- 等离子体炬管优化
- 样品锥和截止锥气动外形优化
- 离子传输线路优化
创新点：
- 通过优化等离子炬管提高离子化率
- 通过对锥体气动外形和离子传输线路的优化提高离子传输效率
3. 金属/荧光双重免疫标记试剂
关键技术：
- 满足同时具备质谱和荧光两种信号的要求
- 线性聚合物标记技术：将镧系穴状配位物定量共价结合在聚合物链，用于标记抗体
创新点：
- 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）
- 相对于传统EDTA衍生化的配位物，穴状配体是目前稳定性最高的稀土和其它稳定金属配位螯合物试剂
- 具有高光谱稳定性和化学稳定性，反应中金属离子不易泄漏
- 具有最高的ICP离子化效率，无自解离离子质谱背景
技术指标
| 指标 | 数值 |
|---|---|
| 新型金属/荧光双重免疫标记试剂 | 20种 |
| 检测通道数 | 120个 |
| 细胞处理速度 | 10,000+ 个/秒 |
| 分选速度 | 600 个/秒 |
技术优势
通过金属至荧光的”同频匹配”映射关系，可以”简并降维”处理”超分辨免疫”数据，为以下研究提供新型技术手段：
- 免疫应答机制研究
- 肿瘤干细胞识别
- 肿瘤免疫治疗机理研究
应用前景
推进肿瘤致病机理研究、细胞免疫功能研究，实现肿瘤的早期诊断、治疗、药效评价和治疗的重大突破。