索尼小型低價細胞分析裝置將讓iPS細胞研究不再高不可攀

2020-12-05 人民網

全世界對iPS細胞的研究熱情不斷高漲，細胞分析裝置的重要性日益增加。以往與這種裝置無緣的索尼公司憑藉此前培育的光碟技術涉足了該領域。該公司打算以「小型低價」為賣點，向有意進行iPS細胞研究的機構或企業推廣細胞分析裝置。

「這種設備並不是專家使用的昂貴產品，而是普通研究人員也能用得起的機型。我們希望世界各地的研究機構能夠導入該裝置，以便在iPS細胞研究中發揮作用」，索尼生命科學業務部門生物科學業務室擔當部長篠田昌孝如此說道。

索尼2012年11月推出的細胞分析裝置「SH800」是其自主開發的第一款產品。該裝置採用名為「流式細胞術」（Flow Cytometry）的細胞分析方法。

流式細胞術是「Flow」（流動）和「Cytometry」（細胞測量）兩個詞組合而成的造詞，是將細胞放入液體中使其分散，並查看細胞數量、大小及構造等的方法。這種分析裝置稱為「流式細胞儀」。

流式細胞儀近來有望在血液、免疫、癌症、iPS細胞及ES細胞（胚胎幹細胞）等最尖端研究領域普及。以京都大學教授山中伸彌因iPS細胞研究成果而獲得2012年諾貝爾獎為契機，今後iPS細胞的研究需求將會快速擴大，索尼的篠田表示「流式細胞儀市場有望年均增長15％」。他稱，流式細胞術相關產品的市場規模「估計2012年約為15億美元，有預測數據顯示，2020年將達到約35億美元」。

因醫療和生物領域有望實現增長，作為經營重建措施之一，索尼打算加緊強化醫療業務。對於索尼而言，SH800是用來開拓大學、研究機構及製藥公司等新客戶的戰略產品。

利用光碟技術

流式細胞儀SH800有兩大功能，分別為細胞分析和細胞分離。

細胞分析是客觀而高速地對各個細胞具備的信息進行分析的功能。能夠了解細胞大小、個數、細胞表面狀態及細胞的內部構造等。

細胞分離是根據細胞分析結果，在存活狀態下回收目標細胞的功能。使用SH800，研究人員可以取出所需要的細胞。

下面我們來看一下細胞分析流程。首先將裝有檢查細胞樣本及血液等的容器放在固定位置上，然後向容器中摻入試劑（在特定條件下發光的藥物），再將其倒入裝置的測量流路部分。

裝置內的雷射器可向測量流路內高速流動的細胞照射雷射。被雷射照射的細胞會發出微弱的散射光和螢光。通過對其進行檢測，可識別細胞的種類及大小等。

然後利用螢光來查明細胞表面的抗原（侵入體內危害健康的物質及病毒等）和抗體（防止抗原侵入體內危害健康的免疫物質等）。

散射光有兩種，前方散射光用來查明細胞大小，側面散射光用來查明細胞的內部構造。據索尼介紹，SH800可在1秒鐘內分析數萬個細胞。

該裝置用來照射和檢測雷射的部分，應用了索尼此前培育的光碟雷射技術。索尼生物科學業務室企劃科策略分析師古野敦司說，通過照射雷射來識別細胞的原理，「與用雷射讀取高速旋轉的光碟上的微細凹凸部分的藍光光碟檢測原理非常相似」。

細胞流過的測量流路部分也採用了索尼擅長的光碟技術。SH800的測量流路部分使用了該公司自主開發的塑料基板「Cell Sorting Chip」（尺寸為長7.5cm×寬2.5cm×厚2mm）。

其原理是，將需要檢查的細胞樣本倒入Cell Sorting Chip，然後照射雷射。古野說：「Cell Sorting Chip可與厚1mm的塑料基板緊密粘合，運用索尼在光碟領域培育的微細加工和成型技術，實現了低成本量產。」

索尼按照用來控制細胞流量的小溝槽孔徑的不同，準備了多種Cell Sorting Chip。可根據SH800測量的細胞種類及大小，選擇最合適的Cell Sorting Chip使用。這一點與原來的細胞分析裝置不同。

原來的裝置一般在細胞流動的測量流路部分使用由石英製成的固定產品。篠田說：「石英製成的產品比塑料製成的Cell Sorting Chip昂貴，而且每次使用時還要清洗，非常麻煩。」

而SH800採用的Cell Sorting Chip不僅容易更換和安裝，而且是一次性的。索尼稱，一塊Cell Sorting Chip約為3000日元。

價格只有原來的三分之一

細胞分析結束之後，就需要進行細胞分離作業了。分離原理如下。

流過Cell Sorting Chip的含有細胞的液體會迅速從晶片頂端滴落。在液體變成液滴的瞬間，裝置可迅速判斷出是否為提前設定的應該篩選出來的細胞，並向每秒滴落兩萬個的液滴施加正電荷或負電荷。

然後，利用SH800內部的高電壓偏向板改變液滴的方向，分成「正電荷液滴」和「負電荷液滴」，並回收所需細胞。不帶電荷的細胞會被廢棄。

篠田稱，關於此前的流式細胞儀領域，「美國BD公司（Becton Dickinson）的產品約佔8成市場份額，是該公司的獨霸領域」。為攻克這一堡壘，新興企業索尼投放了SH800，該產品的最大賣點是小型低價。

SH800的機身尺寸只有傳統產品的三分之一，寬度僅為55cm。價格方面，傳統產品為6000萬日元左右，而SH800隻有約2000萬日元，是前者的三分之一。

SH800的另一訴求點是普通研究人員也能用得起。篠田介紹說：「SH800具備的功能包括可自動調整用來分析細胞的雷射光軸以及分離細胞時施加電荷的時機，不需要複雜的設置工作。」原來的普通裝置使用前需要花費60分鐘進行安裝，而SH800隻需要10分鐘。

索尼生產的價格低廉的SH800能夠對iPS細胞的實用化作出多大貢獻呢？讓我們拭目以待。（日經技術在線！ 供稿） 

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