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NYGC研究人员创建用于单细胞分析的低成本开源3D打印设备

来源:3D虎 2018-07-24 08:18

 

 

3D打印的许多优点使得各行业在发展中取得创新性进展。尽管研究人员和制造商对操纵3D领域进行生物打印、创建实验室和医疗设备等等更感兴趣,但医学领域正在取得一些最不可否认的重大影响。随着研究人员不断深入研究,他们在提高全球患者的生活质量方面取得更大成功,其中包括使用微流控装置。

NYGC研究人员创建用于单细胞分析的低成本开源3D打印设备

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现在,纽约基因组中心(NYGC)和纽约大学(NYU)的研究人员开发出了一种更经济、广泛的单细胞分析方法,并创建了3D打印的微流控制器。这种便携式设备相当于纸巾盒的大小,已经被RA研究和治疗的领导者特殊外科医院(HSS)用于研究类风湿性关节炎(RA)患者。

“大多数商业微流控制器都非常昂贵。因此,并非每个实验室都能获得令人兴奋的单细胞分析技术。我们设计了该仪器以执行液滴微流体学,特别是用于单细胞RNA测序的大规模并行技术Drop-seq,“该研究的主要作者、负责该仪器开发的NYGC技术创新实验室高级研究工程师William Stephenson博士说道。

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该研究以及关于新器械的解释在最近发表的题为“Single-cell RNA-seq of rheumatoid arthritis synovial tissue using low-cost microfluidic instrumentation.”的论文中得到概述。研究人员能够测序总共20,387个单细胞,从而产生13个不同转录组的簇。

“这个数据集使我们有机会确定可以驱动RA进展的单个细胞亚群,即使它们以前没有被鉴定过。”NYGC的核心教员、纽约大学生物学助理教授、该研究的资深作者Rahul Satija博士说。

该设备不仅易于使用,而且是开放源代码的,可以使用液滴微流体进行各种不同的实验。

“该仪器由固定在3D打印框架上的电子元件和气动元件组成。整个系统通过在触摸屏上使用图形用户界面的软件进行操作控制。该仪器只需要一个标准的墙上电源插座,占地面积非常小;小到足以安装在台式或生物防护罩上,“研究人员在他们的论文中指出。

“构建仪器的材料总成本约为575美元。与分别基于研究级别的注射泵的微流体装置和商业微流体平台相比,这代表了成本降低约20倍和200倍。“

在研究期间,科学家们特别着迷于这13组中基因表达模式的差异。

“手术切除后大约一小时,来自患者组织的单个细胞被标记为单细胞测序。从这项工作中,我们已将未被识别的成纤维细胞亚型归类为可能被证实为RA患者的重要药物靶标,”HSS精密医学实验室助理教授、威尔康乃尔医学院的副主任和主要作者Laura Donlin说。

通过流式细胞仪,研究小组能够确认这些新组的存在,同时意识到它们在RA患者中表现出与关节组织“不同的局部化模式”。

NYGC研究人员创建用于单细胞分析的低成本开源3D打印设备

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研究人员继续致力于为滑膜组织制作全细胞图谱,他们还计划:

收集其他患有类风湿性关节炎的患者的数据;

探索显示银屑病关节炎和骨关节炎等疾病的样本;

使用专门技术(CITE-seq)评估表面蛋白来分类细胞类型;

检查样本,例如那些显示传染性疾病的研究,这些研究在标准实验室中会更困难;

“我们希望该仪器能够降低与在基础研究和临床环境中进行单细胞转录组分析实验相关的障碍,”Stephenson博士说。

NYGC是一家致力于生物医学研究和临床护理的非营利学习和研究机构。NYGC制作的作品的目标是最终利用基因组研究来改进人类疾病诊断和治疗。(生物谷Bioon.com)

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