细胞聚焦技术赋能UP.SIGHT 2.0实现单细胞分选全维升级
2025-12-04 来源:本站 点击次数:66
单细胞分离是细胞系开发和单细胞组学分析的关键步骤。UP.SIGHT 2.0影像式单细胞打印与成像系统凭借其温和可控的分选流程、高分选确认度（提供喷嘴与目标孔双重图像确认）以及高克隆率，一直备受用户信赖。如今，系统新增细胞聚焦功能，将单细胞分离的精准性、稳健性和效率推向全新高度。
什么是细胞聚焦技术？
细胞聚焦是UP.SIGHT 2.0的一项创新功能，利用声泳技术——通过特定频率的驻声波将细胞精准引导至喷嘴中心的“节点线”上，实现细胞在分选前的有序排列。
这意味着细胞不再是随机地从各个方向接近喷嘴，而是像士兵列队一样，在分选前被精准地排列在一条直线上（图1）。这种高度受控的方式，为后续的细胞识别、测量和分选奠定了坚实基础。
图1. 细胞聚焦的分选原理
(左) 标准分选模式下，细胞从不同方向接近喷嘴。(右) 开启细胞聚焦后，细胞被声波精准排列在喷嘴中心线。
细胞聚焦技术三大核心优势
1. 测量更精准，分选决策更可靠
细胞的大小、圆度与荧光信号是UP.SIGHT 2.0进行细胞识别与分选的关键依据，其测量精度直接决定分选结果的可靠性。细胞聚焦功能通过声波引导，使细胞精准定位至喷嘴中心，并以高度受控的方式通过检测区域。这种方式从原理上避免了细胞偏离中心时因“阴影效应”导致的测量误差（图2），从而显著提升了关键参数测量的一致性与准确性。
实验验证：在使用性质均一的聚苯Polystyrene微珠进行测试时，开启细胞聚焦后，细胞大小、圆度及荧光信号的测量值分布更集中，峰型更单一（图3）。特别是在圆度测量方面，标准模式下因边缘效应产生的约0.3误差峰被完全消除，大大提升了细胞分类标准的可靠性与分选流程的稳健性。图4进一步通过散点图显示，使用细胞聚焦后数据聚类更加紧密，使用户能够更清晰地区分不同细胞群体，设定更合理的分选阈值，从而实现更可靠、高效的分选。 
图2. 开启细胞聚焦（绿色）后，微珠的直径、圆度和荧光信号测量值的分布比标准模式（蓝色）更集中、精准。
图3. 比较使用UP.SIGHT 2.0进行标准分选与采用细胞聚焦分选时，聚苯Polystyrene微珠在尺寸、圆度及荧光信号上的测量值分布。所示概率密度基于超过500个数据点计算得出。
图4. 聚苯Polystyrene微珠的尺寸、圆度及荧光信号测量值。图中展示了使用UP.SIGHT 2.0进行标准分选（蓝色）与采用细胞聚焦分选（绿色）的测量结果分布。
2. 分选更高效，低浓度样本处理能力显著提升
处理珍贵且细胞稀少的样本（如临床样本）时，分选效率至关重要。传统分选模式下，低浓度会导致细胞出现在喷嘴的频率降低，从而拖慢整个流程。细胞聚焦通过将细胞“汇集”到喷嘴中心，有效提高了局部的细胞浓度，从根本上优化了低浓度样本的处理效率。
实验验证：为量化效率提升，我们使用不同浓度的聚苯Polystyrene微珠进行了分选耗时测试。结果显示，细胞聚焦技术能显著缩短分选时间：在0.5×10⁶ beads/mL浓度下，分选一块384孔板仅需7分05秒，效率提升10.5%；当浓度降至0.25×10⁶ beads/mL时，效率提升幅度进一步扩大至13.6%。此外，该技术通过将微珠稳定引导至喷嘴中心，有效降低了因“阴影效应”导致的无效事件，使检测更为稳健。这对于从珍贵稀少样本中快速获得单克隆，实现了效率与成功率的双重提升。
图5. 采用标准工作流程（灰色）与细胞聚焦工作流程（蓝色）分选384孔板的平均耗时对比。
3. 细胞更健康，确保后续生长潜能
在细胞系开发等下游应用中，确保单细胞在分选后仍能高效形成克隆是成功的关键前提。因此，用户非常关注声泳细胞聚焦技术是否会影响细胞活力。尽管已有权威文献（如Wiklund, 2012）指出声压波对细胞活性无损，为验证该结论完全适用于本系统，我们设计了对比实验。
实验验证：将应用细胞聚焦技术分选出的单细胞，与在同一设备上通过标准流程分选的 CHO-K1细胞，在集落形成能力上进行直接比较。结果显示，分选7天后，细胞聚焦组的集落形成率为83%，与标准组的78%相当，差异处于正常实验波动范围内（图6）。这表明基于声泳的细胞聚焦是一种高度温和且无损的技术，不影响细胞的后续增殖能力。 
图6. 标准工作流程与应用细胞聚焦工作流程下单细胞（CHO）集落形成概率对比。
结论
UP.SIGHT 2.0系统新搭载的细胞聚焦功能，基于声泳技术实现了单细胞分离在精准性、效率与稳健性上的全面跨越。
该技术通过将细胞精准引导并有序排列于喷嘴中心，从原理上优化了分选流程，并带来三大核心优势：第一，精准测量，通过消除“阴影效应”，显著提升细胞大小、圆度及荧光信号等关键参数的测量准确性，为分选决策奠定可靠基础；第二，高效分选，在处理低浓度珍贵样本时，能有效缩短分选时间超过10%，大幅提升实验通量；第三，确保活力，经实验验证，该技术流程高度温和，对细胞活力及后续增殖能力无负面影响，保障下游应用的可靠性。细胞聚焦不仅是技术的功能升级，更是方法论的飞跃。
UP.SIGHT 2.0将借此为抗体开发、细胞治疗及前沿基础研究提供更卓越的单细胞分离解决方案，助您以更高成功率加速科研进程。
什么是细胞聚焦技术？
细胞聚焦是UP.SIGHT 2.0的一项创新功能，利用声泳技术——通过特定频率的驻声波将细胞精准引导至喷嘴中心的“节点线”上，实现细胞在分选前的有序排列。
这意味着细胞不再是随机地从各个方向接近喷嘴，而是像士兵列队一样，在分选前被精准地排列在一条直线上（图1）。这种高度受控的方式，为后续的细胞识别、测量和分选奠定了坚实基础。
图1. 细胞聚焦的分选原理
(左) 标准分选模式下，细胞从不同方向接近喷嘴。(右) 开启细胞聚焦后，细胞被声波精准排列在喷嘴中心线。
细胞聚焦技术三大核心优势
1. 测量更精准，分选决策更可靠
细胞的大小、圆度与荧光信号是UP.SIGHT 2.0进行细胞识别与分选的关键依据，其测量精度直接决定分选结果的可靠性。细胞聚焦功能通过声波引导，使细胞精准定位至喷嘴中心，并以高度受控的方式通过检测区域。这种方式从原理上避免了细胞偏离中心时因“阴影效应”导致的测量误差（图2），从而显著提升了关键参数测量的一致性与准确性。
实验验证：在使用性质均一的聚苯Polystyrene微珠进行测试时，开启细胞聚焦后，细胞大小、圆度及荧光信号的测量值分布更集中，峰型更单一（图3）。特别是在圆度测量方面，标准模式下因边缘效应产生的约0.3误差峰被完全消除，大大提升了细胞分类标准的可靠性与分选流程的稳健性。图4进一步通过散点图显示，使用细胞聚焦后数据聚类更加紧密，使用户能够更清晰地区分不同细胞群体，设定更合理的分选阈值，从而实现更可靠、高效的分选。
图2. 开启细胞聚焦（绿色）后，微珠的直径、圆度和荧光信号测量值的分布比标准模式（蓝色）更集中、精准。
图3. 比较使用UP.SIGHT 2.0进行标准分选与采用细胞聚焦分选时，聚苯Polystyrene微珠在尺寸、圆度及荧光信号上的测量值分布。所示概率密度基于超过500个数据点计算得出。
图4. 聚苯Polystyrene微珠的尺寸、圆度及荧光信号测量值。图中展示了使用UP.SIGHT 2.0进行标准分选（蓝色）与采用细胞聚焦分选（绿色）的测量结果分布。
2. 分选更高效，低浓度样本处理能力显著提升
处理珍贵且细胞稀少的样本（如临床样本）时，分选效率至关重要。传统分选模式下，低浓度会导致细胞出现在喷嘴的频率降低，从而拖慢整个流程。细胞聚焦通过将细胞“汇集”到喷嘴中心，有效提高了局部的细胞浓度，从根本上优化了低浓度样本的处理效率。
实验验证：为量化效率提升，我们使用不同浓度的聚苯Polystyrene微珠进行了分选耗时测试。结果显示，细胞聚焦技术能显著缩短分选时间：在0.5×10⁶ beads/mL浓度下，分选一块384孔板仅需7分05秒，效率提升10.5%；当浓度降至0.25×10⁶ beads/mL时，效率提升幅度进一步扩大至13.6%。此外，该技术通过将微珠稳定引导至喷嘴中心，有效降低了因“阴影效应”导致的无效事件，使检测更为稳健。这对于从珍贵稀少样本中快速获得单克隆，实现了效率与成功率的双重提升。
图5. 采用标准工作流程（灰色）与细胞聚焦工作流程（蓝色）分选384孔板的平均耗时对比。
3. 细胞更健康，确保后续生长潜能
在细胞系开发等下游应用中，确保单细胞在分选后仍能高效形成克隆是成功的关键前提。因此，用户非常关注声泳细胞聚焦技术是否会影响细胞活力。尽管已有权威文献（如Wiklund, 2012）指出声压波对细胞活性无损，为验证该结论完全适用于本系统，我们设计了对比实验。
实验验证：将应用细胞聚焦技术分选出的单细胞，与在同一设备上通过标准流程分选的 CHO-K1细胞，在集落形成能力上进行直接比较。结果显示，分选7天后，细胞聚焦组的集落形成率为83%，与标准组的78%相当，差异处于正常实验波动范围内（图6）。这表明基于声泳的细胞聚焦是一种高度温和且无损的技术，不影响细胞的后续增殖能力。
图6. 标准工作流程与应用细胞聚焦工作流程下单细胞（CHO）集落形成概率对比。
结论
UP.SIGHT 2.0系统新搭载的细胞聚焦功能，基于声泳技术实现了单细胞分离在精准性、效率与稳健性上的全面跨越。
该技术通过将细胞精准引导并有序排列于喷嘴中心，从原理上优化了分选流程，并带来三大核心优势：第一，精准测量，通过消除“阴影效应”，显著提升细胞大小、圆度及荧光信号等关键参数的测量准确性，为分选决策奠定可靠基础；第二，高效分选，在处理低浓度珍贵样本时，能有效缩短分选时间超过10%，大幅提升实验通量；第三，确保活力，经实验验证，该技术流程高度温和，对细胞活力及后续增殖能力无负面影响，保障下游应用的可靠性。细胞聚焦不仅是技术的功能升级，更是方法论的飞跃。
UP.SIGHT 2.0将借此为抗体开发、细胞治疗及前沿基础研究提供更卓越的单细胞分离解决方案，助您以更高成功率加速科研进程。
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