희귀 단일 세포의 분리 및 염색

이제 더 이상 희귀 세포를 잃어버리지 마세요: 세포 손실 없이 단일 세포를 분리, 염색 및 추출하세요

SIEVEWELL 칩을 통해 차세대 나노웰 어레이가 탄생했습니다. SIEVEWELL은 액체 챔버 바닥에 나노웰 구조가 추가된 혁신적인 챔버 슬라이드 디자인입니다. 각 나노웰 바닥에는 미세 기공 2개가 있으며, 이 기공은 아래쪽의 작은 액체 틈과 연결되어 있습니다. 이 구조는 세포를 나노웰 내부에 포획하고, 액체 챔버 상단에서 기공을 통해 아래쪽 액체 틈으로 액체가 흐르는 단방향 흐름을 생성합니다. 이러한 디자인 덕분에 단일 세포를 분리하여 나노웰 내부에 포획할 뿐만 아니라, 항체 표지, 염색, 세척 등 세포 손실 없이 나노웰 내부에서 직접 처리할 수 있게 되었습니다. 세포 손실이 전혀 없는 온칩 처리 방식 덕분에 SIEVEWELL 기술은 순환 종양 세포, 태아 세포 등과 같은 희귀 단일 세포 분리 응용 분야에 매우 효율적입니다.

셀셀렉터(CellCelector) 기술과 결합된 칩 설계는 단일 세포 식별의 완전 자동화는 물론 원하는 목표 세포를 100% 순수하게 분리할 수 있도록 합니다.

지웰: 기술적 세부 사항 및 특징

설계

  • 표준 현미경 슬라이드 형식
  • 생체 적합성, 비세포 독성 소재
  • 나노웰이 있는 얇은 막
  • 초저부착 표면
  • 나노웰의 크기: 너비 20µm, 깊이 25µm. 효율적인 단일 세포 포획에 매우 적합합니다.

  • 칩당 37만 개의 나노웰(17 x 17 mm)

  • 육각형 모양의 나노웰은 자동 세포 검출 및 계수에 이상적입니다.
  • 각 나노웰 바닥에는 직경 2µm의 미세 기공 두 개가 있어 액체는 쉽게 통과시키면서 세포는 효율적으로 포집할 수 있습니다.

SIEVEWELL 멤브레인의 구조. 나노웰의 위쪽에서 본 모습.

SIEVEWELL 멤브레인의 구조. 나노웰의 측면도.

SIEVEWELL 멤브레인의 명시야 이미지. 나노웰 바닥의 기공들이 잘 보인다.

SIEVEWELL 멤브레인의 광학적 특성

  • 명시야 현미경 관찰 시 높은 투명도
  • 매우 낮은 자가형광 신호

이러한 특징 덕분에 SIEVEWELL 기술은 현미경 및 광학 측정에 매우 적합하며 고품질 현미경 이미지 데이터를 획득할 수 있습니다.

시브웰: 작동 원리

SIEVEWELL 칩의 37만 개 나노웰 각각에는 직경 2µm의 미세한 구멍 두 개가 바닥에 위치해 있습니다. 이 구멍들은 칩 위아래의 유체 영역을 연결합니다. 나노웰 아래쪽의 유체 영역은 칩 막 아래에 있는 미세한 틈을 통해 두 개의 측면 포트와 연결됩니다.

세포 현탁액을 칩에 로딩한 후, 표준 피펫으로 액체를 흡입하여 내부 액체 챔버에서 측면 포트로 향하는 단방향 유체 흐름을 생성하고 제어할 수 있습니다. 세포는 액체 흐름을 따라 이동하여 나노웰에 포획됩니다. 세포가 나노웰에 들어가면 미세 기공을 막아 해당 나노웰을 통한 액체 흐름을 감소시킵니다. 따라서 다른 세포들은 자동으로 비어 있는 다른 나노웰로 이동하여 자가 분류 나노웰 어레이를 형성합니다. 칩에 세포를 로딩한 후, 고정, 투과, 차단, 배양 및 세척 과정에서 세포 손실 없이 동일한 방식으로 염색을 수행할 수 있습니다.

칩 내 염색을 이용한 손실 없는 단일 세포 분리를 위한 시브웰 워크플로우

1. 세포 로딩

농축 또는 처리된 단일 세포 현탁액을 칩에 로드합니다. SIEVEWELL 기술은 살아있는 세포와 고정된 세포 모두에 사용할 수 있습니다.

1단계

단일 세포 현탁액을 SIEVEWELL 칩의 챔버에 넣습니다.

2단계

버퍼는 SIEVEWELL 칩의 측면 포트를 통해 흡입됩니다.

피펫으로 흡입하면 내부 챔버에서 각 나노웰 바닥에 있는 두 개의 미세 기공을 통해 측면 포트의 피펫 쪽으로 방향성 흐름이 생성됩니다.

세포들은 액체의 흐름을 따라 아래로 이동하며, 미세 기공이 세포들이 통과할 수 없을 정도로 작기 때문에 나노웰 내부에 갇히게 됩니다.

나노웰의 크기는 웰당 하나의 세포만 포획할 수 있도록 제한적입니다. 세포가 나노웰에 들어가면 기공을 막아 액체의 흐름을 감소시킵니다. 이로 인해 다음에 들어오는 세포들은 주변의 비어 있는 나노웰로 자동으로 이동하게 되어, 매우 높은 효율로 단일 세포를 자체적으로 분류하여 포획할 수 있습니다.

SIEVEWELL에 A549 세포를 주입했습니다.

2. 세포 염색 및 세척

시약을 첨가하고 배양한 후 세척하여 세포 손실 없이 염색합니다. 염색 전에 기기 내에서 고정하는 것도 가능합니다.

1단계

시약 또는 세척액을 SIEVEWELL 칩의 챔버에 넣습니다.

CellCelector로 스캔하세요

파란색: DAPI; 녹색: A549 세포; 빨간색: 나말와 세포

나노웰에 포획된 CTC

2단계

과량의 시약이나 세척 완충액은 SIEVEWELL 칩의 측면 포트를 통해 흡입됩니다. 세포는 나노웰 내부에 포획되므로 이 과정 중에 손실되지 않습니다.

세척 후 형광 이미지.

3. 탐지

칩은 셀셀렉터(CellCelector)로 스캔하여 목표 세포를 검출합니다. 세포는 나노웰에 고정되어 스캔하는 동안 원래 위치를 유지합니다.

SIEVEWELL 칩은 표면이 매우 평평하기 때문에 초점을 잃지 않고 칩 전체 영역을 쉽게 스캔할 수 있습니다.

CellCelector™로 스캔하세요

파란색: DAPI; 녹색: A549 세포; 빨간색: 나말와 세포

나노웰에 포획된 CTC

4. 회복

표적 세포는 PCR 튜브 또는 세포 배양 플레이트로 옮겨집니다. SIEVEWELL 칩은 자동 단일 세포 선별 시스템인 CellCelector와 함께 사용하도록 특별히 최적화되었습니다.

CellCelector를 이용한 단일 세포 회수

목적지 웰에 분리된 A549 세포

5. 하류 분석

SIEVEWELL 기술은 단일 세포 DNA 차세대 시퀀싱, RNA 시퀀싱 및 기타 분자생물학적 분석 방법과 호환됩니다. 살아있는 세포도 복제할 수 있습니다.

GAPDH에 대한 유전자 특이적 프라이머를 사용하여 단일 세포 RT-PCR을 수행했습니다.

PC: 양성 대조군, A549 세포들을 모아서 추출한 c-DNA

NC: 음성 대조군, 용해 완충액

관련 참고 자료


  • Ladurner M.et al. 생물의약품. 2021년 8월 12;9(8):1004

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