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应用视界丨入门指南:DREM cell操作全攻略

来源:   作者: 发布日期:2025-06-10 访问量:48

引言:为什么液滴微流控技术越来越受到瞩目?

传统细胞分选技术正面临通量低、样本损耗大、成本高昂的瓶颈。DREM cell液滴微流控细胞分选仪以革新式设计打破桎梏:


  • 每秒生成5000-10,000个液滴,可有效实现单细胞包裹;
  • 试剂消耗降至百万分之一,极大降低珍贵样本损耗率;
  • 分选速度高达1,000滴/秒,媲美流式却无交叉污染风险;
  • 相比孔板筛选通量提升10^3~10^4倍,成本仅为传统方法的1/10^6


一、设备基础认知

1

DREM cell是基于液滴微流控技术开发而成的超高通量单细胞分选平台,通过使用最新的微流控技术,每秒可以发生成千上万的微液滴(pL),细胞包裹于微液滴之中,可进行生长、裂解、代谢、反应等生物生化过程,并与液滴之中的荧光筛子进行充分结合,产生不同强度的荧光信号;之后利用微液滴分选技术将低产出和高产出的细胞通过荧光信号分选出来并打印到多孔板中,实现分选过程的高通量化。

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1、液滴体系
DREM cell液滴微流控细胞分选仪的核心竞争力正源于其独特的液滴体系设计,微液滴即独立反应器,相对于平台物种丰富度更高。


2、效率提升
DREM cell单次筛选通量达3×10^5细胞/3小时,效率较传统方法提升3000倍,培养基消耗降低1.2×10^7倍。


3、成本优化
DREM cell设备自动化减少了人工干预,基础设施与耗材成本显著下降。


二、DREM cell组成模块

DREM cell在结构上主要由流路系统、光学系统、电学系统等模块组成,通过各模块的协调,来实现液滴制备、分选、注入、打印等多种功能。

  • 流路系统:驱动液体流动
该系统主要由动力源、驱动泵、进样瓶、收集瓶、微流控芯片等组成,负责驱动样品/液滴在管路和微流控芯片内部流动,示意图如下。通过高精准的动力控制和高精密微流道结构设计,从而实现对皮升级微液滴的高通量、自动化操控。


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  • 光学系统:显微高速成像,荧光信号激发与转化

该系统主要由激发光源、透镜和滤光片(用于收集仪器发射的光信号)、成像系统以及用于产生光电流的检测系统组成。通过光学系统的各个组件协同运作,将不同波长的激光照射到微液滴单元,收集发射光子形式的信号数据,并将这些光子转换成电信号,导入电子系统,进而进行细胞信号的检测以及处理。光学系统的示意图如下:

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  • 电学系统:将电信号转化为电场力,驱动液滴偏转


该系统在设备的各模块中扮演着大脑的作用,负责将光子转换为电子信号,并且对这些信号进行识别、存储、判定和处理。当系统识别到细胞转换的电子信号后,会对该信号进行判定;如果该信号在设定的阈值范围内,系统会瞬时的打开电场开关,产生电场作用力,从而实现对目标液滴的捕获,达到筛选的目的。该过程的示意图如下:

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三、DREM cell新手入门指南

1、开机前通用准备工作
(1)检查 DREM cell 设备的电源线和通讯数据线,确保连接;

(2)开机:①打开电源开关;②打开主机开关;

(3)打开 DREM cell 软件:单击桌面“DREM cell”图标;

(4)打开设备上紫外灯开关,紫外照射30min;

(5)调焦至清晰画面(自动聚焦)。
•     2、液滴制备
(1)准备耗材:液滴生成芯片、液滴生成油、进样瓶、收集瓶。    
(2)调整细胞浓度:在液滴生成的过程中,细胞或微生物会随着试剂的分割,随机分配到各个液滴中,这种随机分配的过程符合泊松分布的规律。因此可以通过泊松分布来计算单个液滴包裹 0、1 或多个细胞/微生物的概率;通过调整细胞浓度,实现理想的包裹率。

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(3)进样瓶进样:在超净工作台中,用移液器吸取所需体积的液滴生成油到油相进样瓶,用同样的方法添加所需体积的菌液到水相进样瓶。
(4)管路连接:将进样瓶的导管端连接到芯片上,气管接口端连接到气管,依次连接好油相进样瓶、水相进样瓶、液滴收集瓶。

(5)实验运行:打开DREM cell软件,在液滴生成界面点击开始,一键液滴制备。液滴制备视频如下:

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(6)液滴制备镜检观察,如下图:

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  • 3、液滴孵育
提前设置好恒温培养箱的温度,将装有液滴的收集瓶静置于培养箱中,培养所需的时间。不同细胞类型在液滴内增殖情况如下图:


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  • 4、液滴微注入(选配)
(1)准备耗材:液滴微注入芯片、液滴生成油、进样瓶、收集瓶。
(2)进样瓶上样:在超净工作台中,将上述孵育好的液滴添加到液滴进样瓶,用移液器吸取所需体积的液滴分选油到油相进样瓶。
(3)管路连接:将进样瓶的导管端连接到芯片上,气管接口端连接到气管,依次连接好液滴进样瓶、油相进样瓶、注入试剂进样瓶、液滴收集瓶。
(4)实验运行:打开DREM cell软件,在液滴微注入界面点击开始,一键液滴微注入。液滴注入过程视频如下:


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  • 5、液滴分选
(1)准备耗材:液滴分选芯片、液滴分选油、进样瓶、分选专用收集瓶。
(2)进样瓶上样:在超净工作台中,将上述孵育好的液滴添加到液滴进样瓶,用移液器吸取所需体积的液滴分选油到油相进样瓶。
(3)管路连接:将进样瓶的导管端连接到芯片上,气管接口端连接到气管,依次连接好液滴进样瓶、油相进样瓶、分选通道收集瓶、废液通道收集瓶 。   
(4)实验运行:打开DREM cell软件,在液滴分选界面点击开始,选择激发波长,选择检测通道,调节检测强度,在数据分析界面采集数据,识别目标区域,一键液滴分选。液滴分选过程视频如下:
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5)实验结果:如图所示为 GFP 荧光大肠杆菌分选前后镜检结果。可以发现,经过分选后,表达荧光的 GFP 荧光大肠杆菌液滴的比例显著提高,表明 DREM cell分选对目标阳性液滴起到了富集的作用。

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6、实验收尾


1)关闭 DREM cell 操作软件;

2)关机并关闭 DREM cell 电源总开关;

3)关闭氮气瓶,并拔出气管释放管路残留气体;

4)保持操作仓和桌面整洁。

关于DREM cell

DREM cell是一款集液滴生成、液滴分选、液滴微注入及液滴打印的多功能、高通量、全自动设备,其结合液滴微流控技术和介电泳分选技术,由多光路荧光检测系统、高速显微成像系统、自动对焦载物台、微全分析系统、介电泳分选系统、图像监控系统和强大的数据处理系统组成。

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引言:为什么液滴微流控技术越来越受到瞩目?

传统细胞分选技术正面临通量低、样本损耗大、成本高昂的瓶颈。DREM cell液滴微流控细胞分选仪以革新式设计打破桎梏:


  • 每秒生成5000-10,000个液滴,可有效实现单细胞包裹;
  • 试剂消耗降至百万分之一,极大降低珍贵样本损耗率;
  • 分选速度高达1,000滴/秒,媲美流式却无交叉污染风险;
  • 相比孔板筛选通量提升10^3~10^4倍,成本仅为传统方法的1/10^6


一、设备基础认知

1

DREM cell是基于液滴微流控技术开发而成的超高通量单细胞分选平台,通过使用最新的微流控技术,每秒可以发生成千上万的微液滴(pL),细胞包裹于微液滴之中,可进行生长、裂解、代谢、反应等生物生化过程,并与液滴之中的荧光筛子进行充分结合,产生不同强度的荧光信号;之后利用微液滴分选技术将低产出和高产出的细胞通过荧光信号分选出来并打印到多孔板中,实现分选过程的高通量化。

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1、液滴体系
DREM cell液滴微流控细胞分选仪的核心竞争力正源于其独特的液滴体系设计,微液滴即独立反应器,相对于平台物种丰富度更高。


2、效率提升
DREM cell单次筛选通量达3×10^5细胞/3小时,效率较传统方法提升3000倍,培养基消耗降低1.2×10^7倍。


3、成本优化
DREM cell设备自动化减少了人工干预,基础设施与耗材成本显著下降。


二、DREM cell组成模块

DREM cell在结构上主要由流路系统、光学系统、电学系统等模块组成,通过各模块的协调,来实现液滴制备、分选、注入、打印等多种功能。

  • 流路系统:驱动液体流动
该系统主要由动力源、驱动泵、进样瓶、收集瓶、微流控芯片等组成,负责驱动样品/液滴在管路和微流控芯片内部流动,示意图如下。通过高精准的动力控制和高精密微流道结构设计,从而实现对皮升级微液滴的高通量、自动化操控。


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  • 光学系统:显微高速成像,荧光信号激发与转化

该系统主要由激发光源、透镜和滤光片(用于收集仪器发射的光信号)、成像系统以及用于产生光电流的检测系统组成。通过光学系统的各个组件协同运作,将不同波长的激光照射到微液滴单元,收集发射光子形式的信号数据,并将这些光子转换成电信号,导入电子系统,进而进行细胞信号的检测以及处理。光学系统的示意图如下:

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  • 电学系统:将电信号转化为电场力,驱动液滴偏转


该系统在设备的各模块中扮演着大脑的作用,负责将光子转换为电子信号,并且对这些信号进行识别、存储、判定和处理。当系统识别到细胞转换的电子信号后,会对该信号进行判定;如果该信号在设定的阈值范围内,系统会瞬时的打开电场开关,产生电场作用力,从而实现对目标液滴的捕获,达到筛选的目的。该过程的示意图如下:

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三、DREM cell新手入门指南

1、开机前通用准备工作
(1)检查 DREM cell 设备的电源线和通讯数据线,确保连接;

(2)开机:①打开电源开关;②打开主机开关;

(3)打开 DREM cell 软件:单击桌面“DREM cell”图标;

(4)打开设备上紫外灯开关,紫外照射30min;

(5)调焦至清晰画面(自动聚焦)。
•     2、液滴制备
(1)准备耗材:液滴生成芯片、液滴生成油、进样瓶、收集瓶。    
(2)调整细胞浓度:在液滴生成的过程中,细胞或微生物会随着试剂的分割,随机分配到各个液滴中,这种随机分配的过程符合泊松分布的规律。因此可以通过泊松分布来计算单个液滴包裹 0、1 或多个细胞/微生物的概率;通过调整细胞浓度,实现理想的包裹率。

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(3)进样瓶进样:在超净工作台中,用移液器吸取所需体积的液滴生成油到油相进样瓶,用同样的方法添加所需体积的菌液到水相进样瓶。
(4)管路连接:将进样瓶的导管端连接到芯片上,气管接口端连接到气管,依次连接好油相进样瓶、水相进样瓶、液滴收集瓶。

(5)实验运行:打开DREM cell软件,在液滴生成界面点击开始,一键液滴制备。液滴制备视频如下:

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(6)液滴制备镜检观察,如下图:

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  • 3、液滴孵育
提前设置好恒温培养箱的温度,将装有液滴的收集瓶静置于培养箱中,培养所需的时间。不同细胞类型在液滴内增殖情况如下图:


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  • 4、液滴微注入(选配)
(1)准备耗材:液滴微注入芯片、液滴生成油、进样瓶、收集瓶。
(2)进样瓶上样:在超净工作台中,将上述孵育好的液滴添加到液滴进样瓶,用移液器吸取所需体积的液滴分选油到油相进样瓶。
(3)管路连接:将进样瓶的导管端连接到芯片上,气管接口端连接到气管,依次连接好液滴进样瓶、油相进样瓶、注入试剂进样瓶、液滴收集瓶。
(4)实验运行:打开DREM cell软件,在液滴微注入界面点击开始,一键液滴微注入。液滴注入过程视频如下:


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  • 5、液滴分选
(1)准备耗材:液滴分选芯片、液滴分选油、进样瓶、分选专用收集瓶。
(2)进样瓶上样:在超净工作台中,将上述孵育好的液滴添加到液滴进样瓶,用移液器吸取所需体积的液滴分选油到油相进样瓶。
(3)管路连接:将进样瓶的导管端连接到芯片上,气管接口端连接到气管,依次连接好液滴进样瓶、油相进样瓶、分选通道收集瓶、废液通道收集瓶 。   
(4)实验运行:打开DREM cell软件,在液滴分选界面点击开始,选择激发波长,选择检测通道,调节检测强度,在数据分析界面采集数据,识别目标区域,一键液滴分选。液滴分选过程视频如下:
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5)实验结果:如图所示为 GFP 荧光大肠杆菌分选前后镜检结果。可以发现,经过分选后,表达荧光的 GFP 荧光大肠杆菌液滴的比例显著提高,表明 DREM cell分选对目标阳性液滴起到了富集的作用。

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6、实验收尾


1)关闭 DREM cell 操作软件;

2)关机并关闭 DREM cell 电源总开关;

3)关闭氮气瓶,并拔出气管释放管路残留气体;

4)保持操作仓和桌面整洁。

关于DREM cell

DREM cell是一款集液滴生成、液滴分选、液滴微注入及液滴打印的多功能、高通量、全自动设备,其结合液滴微流控技术和介电泳分选技术,由多光路荧光检测系统、高速显微成像系统、自动对焦载物台、微全分析系统、介电泳分选系统、图像监控系统和强大的数据处理系统组成。

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