時(shí)至今日，被引進(jìn)于臨床治療的單克隆抗體已多達(dá)數(shù)十種，而全球每年基于單克隆抗體研發(fā)的藥物市場(chǎng)規(guī)模更是達(dá)到近1000億美元。生產(chǎn)這些重組蛋白泛采用的細(xì)胞系是工程化的中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞（CHO）。根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦藥物管理局（FDA）和其他監(jiān)管機(jī)構(gòu)發(fā)布的早期監(jiān)管指南說明，這些重組蛋白的生產(chǎn)細(xì)胞系必須是從單個(gè)祖細(xì)胞克隆來源的。一方面，這是為了最大限度地減少種群異質(zhì)性，從而促進(jìn)高產(chǎn)克隆的分離和后續(xù)選擇；另一方面，快速生長(zhǎng)但產(chǎn)量低的克隆細(xì)胞會(huì)過度生長(zhǎng)，影響重組蛋白的產(chǎn)率。因此，單細(xì)胞克隆篩選是生物制藥行業(yè)生產(chǎn)單克隆抗體的重要步驟。

目前用于克隆細(xì)胞系開發(fā)的自動(dòng)化單細(xì)胞分離方法中，最常見的主要包括有限稀釋、熒光激活細(xì)胞分選（FACS）和單細(xì)胞分選。除了保證單克隆性外，任何克隆工作流程的另一個(gè)重要方面是實(shí)現(xiàn)高克隆效率，即最大限度地提高每個(gè)平板上活克隆培養(yǎng)物的百分比。使用CHO細(xì)胞和其他細(xì)胞系，通過單細(xì)胞分配實(shí)現(xiàn)了高細(xì)胞活力和克隆效率。然而，在實(shí)踐中，細(xì)胞樣本通常含有大量死亡或難以生長(zhǎng)的細(xì)胞，這可能導(dǎo)致克隆恢復(fù)率低。在工業(yè)細(xì)胞系開發(fā)工作流程中，只有20%的分離單細(xì)胞生長(zhǎng)為可用的克隆并不少見。此問題可能是由于樣品制備過程造成的細(xì)胞損傷。因此，尋找一種單細(xì)胞分離方法，允許選擇可能增殖并形成菌落的細(xì)胞，將是非常有益的。

德國(guó) Cytena 公司開發(fā)的單細(xì)胞分離篩選系統(tǒng) UP.SIGHT，通過自動(dòng)化方式替代勞動(dòng)密集和耗時(shí)的步驟來簡(jiǎn)化細(xì)胞系開發(fā)的工作流程。將具有高效、快速和溫和的單細(xì)胞分選技術(shù)與超快速、高質(zhì)量的成像系統(tǒng)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)噴嘴成像和3D全孔成像，從而通過獨(dú) 立的光學(xué)設(shè)備雙重保證單克隆性。

1單克隆細(xì)胞系的雙重保證

UP.SIGHT 基于頂端的透明微型分配芯片，用于從細(xì)胞懸液中按需生成微滴。分配器芯片是一個(gè)包含微流體結(jié)構(gòu)的硅玻璃化合物，被稱為劑量室的背面有一個(gè)具有彈性的黑色硅膜(圖b)，它被一個(gè)壓電板制動(dòng)器所擠壓偏轉(zhuǎn)， 這種擠壓偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致腔體內(nèi)的液體位移而使得液滴從噴嘴噴出來。

配合安裝在芯片噴嘴正下方的可控微氣動(dòng)快門系統(tǒng)在空液滴和含多個(gè)細(xì)胞的液滴通過時(shí)，自動(dòng)打開，液滴則被吸走；在單細(xì)胞液滴通過時(shí)，快門系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉，結(jié)果只有含單個(gè)細(xì)胞的液滴被分離篩選到孔板中(圖f)。

UP.SIGHT 提供了兩種獨(dú)立可確保單克隆性的方法。首先，高分辨率的相機(jī)在分配噴嘴處拍攝高清圖像，以確保僅含一個(gè)細(xì)胞的液滴進(jìn)入孔內(nèi)。如果在噴嘴內(nèi)檢測(cè)到一個(gè)以上的細(xì)胞或沒有細(xì)胞，則將丟棄該非單細(xì)胞液滴。更重要的是，UP.SIGHT通過一種創(chuàng)新的3D全孔成像技術(shù)再次確認(rèn)進(jìn)入孔內(nèi)的單個(gè)細(xì)胞，該方法可對(duì)每個(gè)孔的全部液體體積進(jìn)行成像，從而消除了孔板為鬼孔或偽影和邊緣問題的影響 。噴嘴圖像和孔內(nèi)的3D成像雙重保證使單細(xì)胞篩選率達(dá)到99.99 %。

2更高的產(chǎn)量，更好的成像，更快的進(jìn)程

UP.SIGHT將單細(xì)胞分選技術(shù)與行業(yè)的成像系統(tǒng)相結(jié)合，可改善單細(xì)胞克隆工作流程，從而實(shí)現(xiàn)更高的克隆產(chǎn)量和加快細(xì)胞系開發(fā)進(jìn)程。在分離細(xì)胞的前后過程會(huì)連續(xù)拍取多張細(xì)胞圖片并儲(chǔ)存在磁盤中以便追蹤，還具有一套細(xì)胞識(shí)別算法的圖像處理軟件，能將圖像中的細(xì)胞與背景、灰塵、細(xì)胞碎片以及聚團(tuán)細(xì)胞或者振動(dòng)和流體動(dòng)力學(xué)引起的變化等區(qū)分開來。

在細(xì)胞正式分選到孔板之前，根據(jù)樣品細(xì)胞的分布情況，包括直徑大小分布、圓度分布和熒光強(qiáng)度分布等特性，可進(jìn)行細(xì)胞直徑、細(xì)胞圓度和細(xì)胞熒光強(qiáng)度的參數(shù)設(shè)定。當(dāng)進(jìn)行正式分選時(shí)，只有同時(shí)滿足三個(gè)參數(shù)的單細(xì)胞才能被分離篩選在孔板中。

每個(gè)參數(shù)閾值的快速直觀設(shè)置可確保僅將所需細(xì)胞分配到孔中，以產(chǎn)生更多的單克隆。這種自動(dòng)化和高效的處理速度可在幾分鐘內(nèi)完成對(duì)成百上千個(gè)單細(xì)胞的分離并成像，而所需的手工時(shí)間只有幾分鐘。

3功能！減少細(xì)胞丟失

UP.SIGHT含有Cell Focusing的功能, 在分選過程中，開啟此功能可以將正要通過噴嘴的細(xì)胞輕柔地集中在中間位置，使細(xì)胞被排成了一列，依次通過。該技術(shù)能改善光學(xué)配件的影響，能夠更好地對(duì)細(xì)胞進(jìn)行形態(tài)學(xué)上的分析，提高分選速度。特別在處理稀有類型細(xì)胞時(shí)，能夠減少細(xì)胞的丟失率。

UP.SIGHT單細(xì)胞分離篩選系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一體化的細(xì)胞系開發(fā)工作流程，是一款多功能、高通量的單細(xì)胞分選工具，可極大加快抗體細(xì)胞株的開發(fā)。目前已成功應(yīng)用于：

1抗體研發(fā)領(lǐng)域和細(xì)胞治療領(lǐng)域的單克隆篩選2單細(xì)胞基因組學(xué)3單細(xì)胞PCR4稀有細(xì)胞的分離