做单细胞分选的科研人,大概都有过这样的崩溃瞬间:
明明细胞状态正好,一放进某些传统单细胞分选设备,要么喷嘴秒堵、机器报错停机;要么为了让设备“不闹脾气”,得先把高糖培养基换成低糖/无糖——可这一换,得经历离心、重悬等步骤,细胞会大大损失,后续克隆形成率也跟着打折。
为啥会这样?其实问题出在设备设计与培养基的矛盾上,尤其是高糖培养基的“特性”,刚好戳中了这类设备的软肋。
01
为适配设备,细胞得先“遭罪”换培养基
高糖培养基(如含4.5g/L葡萄糖的 DMEM)是很多细胞的刚需:肿瘤细胞靠它供能增殖,干细胞靠它维持多能性……但到了部分传统单细胞分选设备这里,高糖却成了禁忌。

图 | 生物培养基
因为高糖培养基黏度更高,且葡萄糖易结晶,一旦进入设备,很容易在管路或喷嘴处产生气泡、甚至结晶堵塞。为了避免这种情况,实验室只能被迫经历离心→弃液→重悬的流程。可细胞哪经得起这么折腾?离心力稍大,脆弱的细胞就会损伤;重悬时手法不对,细胞又容易聚团。
02
设备本身易堵,实验节奏全被打乱
就算忍痛换了培养基,机器堵塞的风险也没完全消失——不少传统单细胞分选设备用的是单喷嘴设计,一旦遇到细胞聚团、培养基微小颗粒,甚至没换干净的高糖残留,就会直接堵死。

图丨传统单喷嘴设备堵塞
更麻烦的是,这类设备往往有复杂管路,堵了之后得用酒精浸泡、手动拆卸清洗,一次清理少则半小时、多则几小时,不仅耽误实验时间,反复拆装还会磨损喷嘴,后续分选精度也跟着下降。
03
传统设备搞不定,难道就只能妥协?
单细胞分选不该是细胞迁就设备,而该是设备适配细胞。傲睿科技的单细胞分选系统 SCP4100,就是冲着这些痛点来的:

图 |单细胞分选系统SCP4100
1. 不用换培养基,高糖也能直接上
SCP4100搭载B150智能微流控芯片,这是个集成了 CMOS 和 MEMS 技术的“微型实验室”,和传统单喷嘴不同,它一次性集成了640个独立可控的喷嘴。就像把家里的单个水龙头,换成了一排独立开关的水龙头,就算个别喷嘴遇到结晶或气泡,其他喷嘴照样工作,根本不用为防堵换培养基,细胞也就不用经历离心换液的损失。

图 |单细胞打印芯片 B150
2. 无管路 + 易安装,从根上减少堵机
针对细胞活性问题,SCP4100的解决方案也很“贴心”:一方面用无管路式设计减少培养基在设备内的摩擦和冲击,降低对细胞的物理损伤;另一方面靠AI图像识别算法把关——基于卷积神经网络的系统,能实时识别细胞的直径、圆度等12项参数,自动排除皱缩、状态不佳的细胞,只挑选优质单细胞铺板,最后单克隆保证率能做到>99.5%,细胞活性留存率也能稳定在90%以上。

图 | 细胞打印芯片局部喷嘴结构展示
3.效率&兼容性双在线,实验更顺畅
效率上也没妥协,铺一块96孔板最快只要2分钟,384孔板仅需8分钟就能完成,比传统设备快了近一倍。而且它兼容性很广,除了高糖培养基,含血清的、悬浮细胞的、甚至脆弱的原代细胞样本,都能适配,不用为了设备反复调整实验条件。
04
实验不用再“委屈”细胞,或许是更高效的选择
对需要用高糖培养基做单细胞研究的人来说,最理想的实验状态,大概是细胞不用迁就设备,设备能适配细胞需求。SCP4100的设计逻辑,其实就是把传统单细胞分选设备的痛点变成了解决点——不用再为了避免堵塞“折腾”细胞,不用为了保住细胞活性降低效率。
如果你的实验也常被设备卡住,或许可以了解下这个方案。毕竟对科研来说,少一点 “妥协”,或许就能多一点接近真相的可能。