DEPArray™ NxT 單細胞分離篩選系統

隨著DEPArray™技術的發展,基因的異質性研究可達單顆細胞層級。可探索每顆細胞基因中隱藏的故事,例如整倍體的基因變異。DEPArray™技術可依細胞表型分選,以及運用不同參數組合與影像系統的雙重確認,可確保分選出純度100%的標的細胞,採用高純度細胞故可觀察出等位基因表現。

Menarini Silicon Biosystems


技術原理

DEPArray™獨特技術建立在晶片內形成介電場,使細胞在電場中懸浮,並排列整齊。

富集過後的細胞,經過螢光染色後可注入晶片。晶片置入DEPArray™ NxT機台後,細胞會自動進入主要晶片區,進行分選。

晶片中的電場活化後形成電籠包裹細胞懸浮,儀器有6個螢光通道可供選擇,搭配影像系統可用來分析細胞表現,篩選出目標細胞。高質量影像系統搭配電極控制電籠移動,精確地進行細胞分選和回收。

每一顆被選取的細胞會自動移動到「暫存區」,一旦完成,便可將細胞單顆/多顆單管回收到微管,進行後續分子層級的分析。


系統介紹

  • 桌上型系統平台,節省空間
  • 精確分離目標細胞,純度100%,獲得後續二代測序準確信息
  • 多樣化樣品上樣,活細胞,固定細胞皆可
  • 自選標定用抗體種類
  • 全新晶片設計,可回收高達96管單顆細胞
  • 電籠包裹細胞移動,對細胞傷害性小,更適合活細胞分選
  • 已設定標準化分選程序,統一篩選條件,目前應用在CTC、FFPE、法醫檢體方面
  • 可根據實驗設定,自定義篩選條件
  • 高質量成像,圖像式操作界面,高度自動化
  • 一部電腦可控制多台儀器,擴充方便

挑選與收集細胞

DEPArray NxT Select Recover Cells

DEPArray™晶片

  1. 注入樣品,擷取細胞影像
  2. 移動目標細胞到暫存區
  3. 回收目標細胞

高質量成像

DEPArray NxT High resolution

  • 每個細胞都拍攝高質量影像
  • 同時掃描,同時分析影像,自動將不同螢光影像選圖
  • 每個細胞分析後給予獨立ID,並記錄相關參數

人性化設計

  • 操作者、樣品、芯片、回收盤,皆可使用掃描條形碼方式輸入,節省時間
  • 自動化整理實驗報告,以PDF檔輸出
  • CTC、FFPE、法醫檢體方面,默認篩選模組,統一分選標準。
  • 觸控面板,圖像化設計,方便操作

DEPArray NxT Barcode Reader

DEPArray NxT Report 01


CTC循環腫瘤細胞應用

DEPArray™ NxT於CTC應用上的優勢

腫瘤是基因高度異質性的疾病,可能由基因突變引起,不論是遺傳或後天都有可能。大部分腫瘤都有特殊的分子改變,了解分子層級的變化有助於診斷和藥物開發。

  • 捕獲單顆腫瘤細胞,甚至是循環腫瘤細胞(CTC)
  • 確認有上皮-間質轉化現象的相關亞型,或發掘新的亞群
  • 分辨腫瘤亞型特徵
  • 各種腫瘤細胞來源皆可分析 :石蠟包埋組織,血液,細針活穿樣品等。

隨著DEPArray™技術的發展,基因的異質性研究可達單顆細胞層級。可探索每顆細胞基因中隱藏的故事,例如整倍體的基因變異。DEPArray™技術可依細胞表型分選,以及運用不同參數組合與影像系統的雙重確認,可確保分選出純度100%的標的細胞,採用高純度細胞故可觀察出等位基因表現。

完整流程規劃

DEPArray NxT CTC Workflow

後續分析

在腫瘤研究上,從外周血液中經由富集和篩選可純化出循環腫瘤細胞(CTC),透過全基因組放大,有足夠的DNA產物進行後續不同的分子層級分析。單顆細胞的研究有助於解開腫瘤細胞間的異質性。全面性了解腫瘤轉移的機制。

分離出的單顆細胞,可使用Ampli1™ WGA Kit進行全基因組放大,再以Ampli1™ LowPass Kit處理後,可以進行二代定序,結果可進行CNV分析,可以明顯分辨出腫瘤細胞基因突變位點。

DEPArray NxT app Oncology research CTC cammpo

DEPArray NxT app Oncology research WBC Cammpo


CTC循環腫瘤細胞實際應用

2014 Nature medicine

Tumorigenicity and genetic profiling of circulating tumor cells in small-cell lung cancer

研究者介紹

Prof. Caroline Dive是英國曼徹斯特大學藥理學教授,也是曼徹斯特癌症研究中心的傑出研究員(Manchester Cancer Research Centre),她與她的研究團隊致力於以非侵入性的方式,透過偵測血液中的循環腫瘤細胞(Circulating tumor cells),歸納出可以實際應用於疾病診斷以及追踪治療效果的數據庫,達到轉譯醫學的目的。

實驗設計

DEPArray app cancer experiment design

論文摘要

小細胞肺癌(SCLC)在肺癌中佔15~20%,早期就轉移,預後差,多數病人無法以手術方式去除腫瘤。Prof. Caroline Dive將病人周邊血液中的循環腫瘤細胞(CTC)分離出來,成功在免疫不全的老鼠建立疾病模式(CTC-derived explants,CDXs),與病人相似,可藉由動物模式測試藥物,選取最適合藥物進行治療,邁向個人化醫療。文中並比較CTC與CDXs在基因表現上高度相關,CTC有益於監控病程,CDXs有助於研究抗藥性的作用機制。

2016 Nature medicine

Molecular analysis of circulating tumor cells identifies distinct copy-number profiles in patients with chemosensitive and chemorefractory small-cell lung cancer

論文摘要

Prof. Caroline Dive利用已經建立的實驗流程,以DEPArray分離出已知化療敏感或化療不敏感的病患CTC,進行基因檢測,找出16個基因組可以預測化療反應。之後在病人與老鼠模式上都可以成功預測,辨識正確率達83.3%。


FFPE組織蠟塊應用

  • 組織蠟塊除了使用蘇木精-伊紅染色判別外,以DEPArray™ NxT分選,可直接準確分選腫瘤細胞&基質細胞進行二代測序。
  • 精準測得腫瘤序列,有效去除基質細胞干擾

傳統方式 VS DEPArray

DEPArray NxT app FFPE Workflow Different

完整流程規劃

DEPArray NxT app FFPE Workflow

分辨出腫瘤特異突變基因

DEPArray NxT app FFPE Data


Forensic法醫鑑定應用

    優化檢測程序操作簡易

  • 簡易由檢體取得細胞製成的細胞懸浮液。
  • 高度自動化且直觀操作模式快速完成實驗。

    適合案件檢體

  • 僅需300〜6,000顆細胞即可上機分選。
  • 不同個體細胞比例小於1:10的混合生物檢體中,仍可分離出單一來源細胞。

    無縫對接常規STR分型技術

  • 無須更改現有檢測方式,避免耗時的驗證程序。
  • 不論案件或數據庫都適用。

    獲得單一來源STR分型圖譜

  • 以全程無污染高純度的單顆細胞或細胞群進行STR分型分析。

Forensic法醫鑑定應用實例

不同類細胞混合檢體的應用實例

2018

Whose blood is it? Application of DEPArray™ technology for the identification of individual/s who contributed blood to a mixed stain
混合DNA圖譜的解釋和統計評估通常在法醫DNA研究中是常見的特殊挑戰。本研究中將使用DEPArray™技術分選出的細胞進行STR分析結果與早期以傳統方式進行分析的結果做對比。

同類細胞混合檢體的解決方案

2018 Poster

19th European Forensic DNA Working Group Meeting
BLOOD IN BLOOD: isolation and typing of single contributors after DEPArray™ separation
DEPArray™ NxT使用數位化分選100%純混合檢體若是混合兩個貢獻者以上的相同種類細胞,只能使用單細胞分析來解決。DEPArray™ NxT使用數字化分選100%純粹的細胞,最多一次可以從一個樣品中回收48管單顆細胞。藉由獲得正確的單一STR圖譜,可以比對出貢獻者的基因圖譜。的細胞,最多一次可以從一個樣品中回收48管單顆細胞。借由獲得正確的單一STR圖譜,可以比對出貢獻者的基因圖譜。

2019 Rechtsmedizin

Deconvolution of blood-blood mixtures using DEPArray™ separated single cell STR profiling
應用謀殺案件真實樣本(刀片上的血斑,保存時間約六週),回收17管單顆白細胞,其中35%得男性圖譜(n=6);41%得女性圖譜(n=7);24%無結果(n=4)。男性圖譜平均完整度為81%、女性圖譜平均完整度為79%。整合數個部份圖譜,最終可推導出完整圖譜。


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DEParray™技術出版品

以下參考文獻是有關於介電泳技術和移動細胞的原理
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