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
-
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
-
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）
-
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
-
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
- 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
- 发表SCI/EI论文≥5篇，申请专利≥8项，软件著作权≥1项
- 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
- QPCR Plate Template - 同类仪器开发文档
- 助理研究员二级岗晋升申请表 - 团队成员晋升资料
- 中期考核汇报-孙大林 - 项目组成员汇报
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）