희귀 단일 세포의 분리 및 염색

희귀 세포를 절대 놓치지 마세요: 세포 손실 없이 단일 세포 분리, 염색 및 분리

SIEVEWELL 칩을 통해 새로운 세대의 나노웰 배열을 이용할 수 있게 되었습니다. SIEVEWELL은 액체 챔버 기반에 추가적인 나노웰 구조를 가진 챔버 슬라이드의 혁신적인 설계입니다. 각 개별 나노웰은 아래 작은 액체 간극에 연결된 2개의 마이크로포어를 바닥에 가지고 있습니다. 이는 나노웰 내부에 세포를 포획하고 액체 챔버 상단에서 아래 액체 간극으로 포어를 통해 일방향 흐름을 생성합니다. 이 설계 덕분에 단일 세포를 분리하고 나노웰 내부에 포획할 뿐만 아니라, 세포 손실 없이 항체 표지, 염색, 세척 등을 직접 웰 내부에서 처리할 수 있습니다. 이러한 완전한 세포 손실 없는 온칩 처리는 SIEVEWELL 기술을 순환 종양 세포, 태아 세포 등과 같은 희귀 단일 세포 응용에 매우 효율적으로 만듭니다.

칩 설계와 CellCelector 기술의 결합은 단일 세포의 식별과 원하는 표적 세포의 100% 순수한 분리를 완전 자동화할 수 있게 해줍니다.

SIEVEWELL: 기술적 세부 사항 및 특징

설계

  • 표준 현미경 슬라이드 형식
  • 생체적합성, 비세포독성 재료
  • 나노웰이 있는 얇은 막
  • 초저부착 표면
  • 나노웰 크기: 20 µm 너비와 25 µm 깊이. 효율적인 단일 세포 포집에 완벽하게 적합함

  • 칩당 370,000개의 나노웰 (17 x 17 mm)

  • 나노웰의 육각형 모양은 자동화된 세포 감지 및 세포 계수에 이상적임
  • 각 나노웰 바닥의 2 µm 직경을 가진 두 개의 미세공으로 쉽게 액체를 통과시키면서 세포를 효율적으로 유지

SIEVEWELL 멤브레인의 구조. 나노웰의 평면도

SIEVEWELL 멤브레인의 구조. 나노웰의 측면 뷰.

SIEVEWELL 멤브레인의 밝은 시야 이미지. 나노웰 바닥의 구멍들이 잘 보입니다.

SIEVEWELL 멤브레인의 광학적 특성

  • 밝은 시야 현미경에서 높은 투명성
  • 매우 낮은 자가 형광 신호

이는 SIEVEWELL 기술을 현미경 및 광학 측정에 매우 적합하게 만들며, 고품질의 현미경 이미징 데이터 획득을 가능하게 합니다.

SIEVEWELL: 작동 원리

SIEVEWELL 칩의 370,000개의 나노웰 각각에는 지름 2 µm의 미세 구멍 두 개가 나노웰 바닥에 위치해 있습니다. 이 구멍들은 칩 위와 아래의 유체 부피를 연결합니다. 나노웰 아래의 유체 부피는 칩 멤브레인 아래의 미세 간극을 통해 두 개의 측면 포트와 연결됩니다.

세포 현탁액을 칩에 로딩한 후, 표준 피펫으로 액체를 흡입하여 내부 액체 챔버에서 측면 포트로 일방향 유체 흐름을 생성하고 제어할 수 있습니다. 세포들은 액체 흐름을 따라 이동하여 나노웰에 갇힙니다. 세포가 나노웰에 들어가면 미세 구멍을 막아 해당 나노웰을 통과하는 액체 흐름을 줄입니다. 따라서 다른 세포들은 자동으로 빈 나노웰로 재배치되어 자가 분류 나노웰 배열을 형성합니다. 세포 로딩 후에는 고정, 투과성 증가, 블로킹, 배양 및 세척 과정에서 세포 손실 없이 동일한 방식으로 세포 염색을 수행할 수 있습니다.

SIEVEWELL 워크플로우: 손실 없는 단일 세포 분리를 위한 온칩 염색

1. 세포 로딩

칩에 농축되거나 처리된 단일 세포 현탁액을 로드합니다. SIEVEWELL 기술은 생세포와 고정 세포와 호환됩니다.

1단계

단일 세포 현탁액을 SIEVEWELL 칩의 챔버에 추가할 것입니다.

2단계

버퍼를 SIEVEWELL 칩의 측면 포트에서 흡입할 것입니다.

피펫으로 흡입함으로써, 내부 챔버에서 측면 포트의 피펫 방향으로 각 나노웰 바닥의 두 개의 미세공을 통해 방향성 흐름이 생성됩니다.

세포는 액체 흐름과 함께 아래로 이동하며, 미세공이 세포가 통과하지 못할 만큼 작기 때문에 나노웰 내부에 갇힙니다.

나노웰의 크기는 한 개의 세포만 포획할 수 있도록 되어 있습니다. 나노웰에 들어갈 때 세포가 그 구멍을 막아 해당 웰을 통한 액체 흐름을 줄입니다. 이로 인해 후속 세포들은 자동으로 주변의 빈 나노웰로 재배치되어 매우 높은 효율의 단일 세포 포획이 이루어집니다.

A549 세포를 SIEVEWELL에 적재

2. 세포 염색 및 세척

세포를 손실 없이 염색하기 위해 시약을 추가하고, 배양하고, 세척합니다. 염색 전 장치 내 고정도 가능합니다.

1단계

시약 또는 세척 용액이 SIEVEWELL 칩의 챔버에 추가됩니다.

CellCelector로 스캔

파랑: DAPI; 초록: A549 세포; 빨강: Namalwa 세포

나노웰에 포획된 순환종양세포

2단계

과도한 시약이나 세척 버퍼는 SIEVEWELL 칩의 측면 포트에서 흡입됩니다. 세포가 나노웰 내부에 갇히면 과정 중에 유실되지 않습니다.

세척 후 형광 이미지

3. 검출

타겟 세포를 검출하기 위해 CellCelector로 칩을 스캔할 것입니다. 세포들은 나노웰에 고정되어 스캔 중에 원래 위치를 유지합니다.

SIEVEWELL 칩의 높은 평탄성으로 인해 초점을 잃지 않고 칩의 전체 영역을 쉽게 스캔할 수 있습니다.

CellCelector™로 스캔

파랑: DAPI; 초록: A549 세포; 빨강: Namalwa 세포

나노웰에 포획된 순환종양세포

4. 회복

타겟 세포는 PCR 튜브 또는 세포 배양 플레이트로 이동됩니다. SIEVEWELL 칩은 자동화된 단일 세포 선택 시스템인 CellCelector와 함께 사용하도록 특별히 최적화되었습니다.

CellCelector를 사용한 단일 세포 회복

목적지 웰에서 분리된 A549 세포

5. 하위 분석

SIEVEWELL 기술은 단일 세포 DNA 차세대 염기서열 분석, RNA 염기서열 분석 및 기타 분자생물학적 분석 방법과 호환됩니다. 생세포도 클로닝할 수 있습니다.

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

PC: 양성 대조군, A549 세포 풀링된 c-DNA

NC: 음성 대조군, 용해 완충액

관련 참고문헌


  • Ladurner M. 등. 생의학. 2021년 8월 12일;9(8):1004

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