产品详情

一、基本功能介绍

HACS(Hydrodynamic-Actualized Cell Sorter ,流控细胞分选仪)是面向生命科学研究及临床转化应用的通用型自动化微流控分选设备,兼容细胞、细胞团、类器官、微球等多种样本类型,实现无标记、高通量、无损自动化分选。

该设备创造性地将微流控芯片作为可重复使用模块集成于系统内部,节省使用成本的同时有效避免了一次性芯片因生产批次等原因导致的一致性差异。设备支持自定义参数调节,适配各类科研样本,全程自动化运行,大幅降低人工操作误差,提升实验重复性,满足高精度临床应用及科研需求。

HACS流控细胞分选仪渲染图

二、分选原理

样本中悬浮的颗粒随流体在微螺旋流道中流动时将受到两个额外的与颗粒尺度正相关的力的影响,分别为迪恩曳力和惯性升力。通过将微螺旋流道截面设计成内浅外深的形状,可使较大颗粒在惯性升力主导下聚焦于流道内侧,较小颗粒在迪恩曳力主导下圈囿于流道外侧。这种完全依靠流体力学的方式实现的悬浮颗粒样本双稳态分选技术称为迪恩圈囿耦合惯性聚焦技术。

采用该技术的HACS核心分选模块为基于LMAC工艺的μFCPU(Microfluidic Cell Processing Unit )集成芯片,材质稳定可靠,内部无表面改性、试剂预埋等非可逆状态,可长时间重复使用且使用成本极低,分选通量可调,适配从微量样本到大体积样本的全场景需求。

HACS分选原理图

三、技术优势

相较于膜过滤、梯度密度离心、免疫磁珠、流式等传统细胞分选技术,HACS流控细胞分选仪具备以下核心优势:

  • 无标记分选:无需抗体、磁珠等标记物,避免细胞生物学状态干扰
  • 高适用范围:可处理粒径5~50μm的细胞、细胞团、类器官等样本
  • 高活性保持:原态分选处理温和、无机械损伤,细胞活性≥99%
  • 高通量处理:单次最多可处理45mL样本,通量最高可达10⁷cps
  • 全程自动化:一键式操作,无需专业人员值守,降低人为操作误差
  • 无芯片耗材:高稳定可靠性及分选一致性、极低使用成本
HACS与传统分选技术对比图

四、应用场景

1. 可作为CTC无损富集设备,性能领先同类产品

2. 干细胞、免疫细胞、肿瘤细胞培养体系纯化及亚型分选

3. 用于药物开发、药敏试验等标准化类器官批量生产

4. 需要比梯度密度离心及红细胞裂解更为温和的血液中白细胞分选

5. 细胞团、微球、精子等其它样本的分选与纯化

HACS应用场景示意图

五、应用实例

1. 通过分选后扩增及一系列实验证实,MSCs 群体中大直径的 MSCs 属于骨祖细胞,在骨髓修复中的治疗效果显著优于其他 MSCs 亚群,可作为 “细胞工厂” 发挥强效治疗作用,能够分泌高水平的再生相关因子。

2. 利用梯形截面螺旋流道高效分离与回收多形核白细胞和单个核白细胞,分离效率超 80%。与原始进样样本相比,对环境高度敏感的多形核白细胞不会向其它方法那样发生人为假性活化。

3. 在10例晚期转移性乳腺癌、肺癌患者的临床样本中,通过本方法可实现了100% 的疑似 CTCs 检出与分离。

HACS应用实例数据图

六、发表文章

1. Guofeng Guan, Lidan Wu, Ali Asgar S. Bhagat, et al. Spiral microchannel with rectangular and trapezoidal cross-sections for size based particle separation. Sci Rep (2013). DOI: 10.1038/srep01475
2. Lidan Wu, Guofeng Guan, Han Wei Hou, et al. Separation of Leukocytes from Blood Using Spiral Channel with Trapezoid Cross-Section. Anal Chem (2012). DOI: 10.1021/ac302085y
3. Zhiyong Poon, Wong Cheng Lee, Guofeng Guan, et al. Bone Marrow Regeneration Promoted by Biophysically Sorted Osteoprogenitors From Mesenchymal Stromal Cells. Stem Cells Transl. Med (2015). DOI: 10.5966/sctm.2014-0154
4. Majid Ebrahimi Warkiani, Guofeng Guan, Khoo Bee Luan, et al. Slanted Spiral Microfluidics for the Ultra-fast, Label-free Isolation of Circulating Tumor Cells. Lab Chip (2014). DOI: 10.1039/c3lc50617g