為了獲得實(shí)驗(yàn)所需的大量誘導(dǎo)多能干細(xì)胞,科研人員需要制備并讓其大量增殖,也就是養(yǎng)細(xì)胞。然而,當(dāng)前干細(xì)胞誘導(dǎo),、培養(yǎng)及篩選過程均只能依靠人工操作完成,存在很多的不足,。潘光錦說:“一方面,,由于缺乏對細(xì)胞命運(yùn)變化及誘導(dǎo)多能干細(xì)胞克隆篩選和擴(kuò)增的實(shí)時及定量監(jiān)控,難以實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞誘導(dǎo)流程的規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化,;另一方面,,人工操作也存在效率低、成本高,、通量低,、安全性差等問題?!?/p>
因此,,如何實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞自動化規(guī)模化的均質(zhì)培養(yǎng)與擴(kuò)增,,避免這些問題,,是誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)走向?qū)嶋H應(yīng)用亟須突破的瓶頸。
在此背景下,,財(cái)政部支持的國家重大科研裝備研制項(xiàng)目“全自動干細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)設(shè)備研制”,,于2013年立項(xiàng),由廣州生物院負(fù)責(zé)承擔(dān)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)以創(chuàng)新技術(shù)為核心,,利用院內(nèi)國際領(lǐng)先的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù),、干細(xì)胞誘導(dǎo)分化技術(shù)等研究成果,并結(jié)合自動化技術(shù),,歷時4年,,攻克8項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),取得多項(xiàng)創(chuàng)新性成果,,成功研制國際首臺全自動干細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)設(shè)備,。
廣州生物院研究員張驍說:“有了這臺設(shè)備后,從事誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的科研人員不再靠人工操作養(yǎng)細(xì)胞,,甚至不具備養(yǎng)細(xì)胞技術(shù)的人只要靠這臺儀器就能獲得誘導(dǎo)多能干細(xì)胞,。”
可實(shí)現(xiàn)全過程實(shí)時追蹤監(jiān)測,,并提高干細(xì)胞的制備質(zhì)量
全自動干細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)設(shè)備占地25平方米,,由自動化培養(yǎng)箱系統(tǒng)、自動化液體處理系統(tǒng),、顯微在線觀測系統(tǒng),、高精度克隆挑取系統(tǒng)、培養(yǎng)皿傳送系統(tǒng),、設(shè)備控制系統(tǒng)六大模塊組成,。
據(jù)科研人員介紹,干細(xì)胞的重編程是從一個個體化的矩陣培養(yǎng)箱開始,,培養(yǎng)箱可并行培養(yǎng)24份個體化的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。然后,,再由自動傳送臂在b級環(huán)境下將6孔細(xì)胞培養(yǎng)板從培養(yǎng)箱傳送至操作艙中,。隨后,培養(yǎng)板就被置入成像區(qū),。接下來,,擁有1.2微米分辨率的顯微成像系統(tǒng)就會對其成像,整個過程不超過10分鐘,。