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
项目申报书（2017年9月23日） | 负责人：唐玉国 | 首席科学家：胡军 | 承担单位：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
立项依据
- 生命科学核心挑战：在整体上认识生命的分子机理和过程，实现”全息”数据采集和海量数据融合
- 蛋白质组学：蛋白质表达和相互作用上承基因组、下启代谢组，是系统生物学的研究热点
- 细胞分析技术需求：更快、更灵敏、功能更强大的细胞分析新技术，突破精准诊疗和药物开发瓶颈
应用案例：
- 肿瘤相关免疫细胞的分子机制研究 —— 为装置提供技术手段
- 循环肿瘤细胞（CTCs）研究 —— 多指标鉴定分型 + 生物学功能及分子机制研究系统
技术方案
1. 细胞分选子系统
- 基于迪恩涡流的细胞流聚焦保持结构（平面 MEMS 设计与加工工艺）
- 基于压电射流的分选结构：分选速度达到 600 个/秒
2. 细胞质谱分析子系统
- 小型微流离子源与接口：超声喷雾 + 电喷雾雾化，高频 ICP/MPT 元素化
- 专用高通量、高灵敏飞行时间质谱（TOF）：金属标签快速稳定检测
3. 免疫标记试剂 —— 金属标签试剂
- 稀土配位物的笼状化合物（固相合成）
- 单分散聚丙烯酸酯类聚合物（链转移聚合）
- 抗体与金属标签的定量偶联标记
创新点
- 多激光沿细胞流线立体排布，避免荧光波长交叉干扰
- 压电射流技术精准施力于单细胞，600 个/秒分选
- 镧系穴状配位物实现时间分辨荧光 + ICP-TOF 质谱多模态联合扫描（linked-scan）
预期成果
- 完成超分辨检测流式细胞亚群精准分析系统 1 台套
- 发表学术论文 ≥15 篇（SCI/EI ≥3 篇）
- 申请发明专利 ≥25 项，软件著作权 ≥2 项
- 培养博士研究生 3 名，硕士研究生 5 名
研究基础
- 团队：唐玉国（973 首席科学家）、胡军（质谱博士，前阿克仑大学副教授）
- 条件：MOCVD 光刻间、流式细胞仪、Leica SP5-2 共焦、傅里叶红外光谱仪等
- 前期工作：863 项目”流式细胞仪研制”（2010 起），建立自主知识产权专利链；稀土离子 Eu/Tb 笼状配位物研制成功
经费预算（直接费用 2096 万元）
- 材料费 1034.41 万、测试化验加工费 619.51 万、劳务费 231 万、差旅/会议 91.6 万
年度计划
- 第一年度：方案设计、部件采购
- 第二年度：分系统验证、整机集成
- 第三年度：性能测试、应用验证、知识产权申报、结题