模式生物研究——大粒径流式分选系统

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模式生物由于其结构简单、生活周期短、培养简单、基因组小等特点，在生物医学等领域发挥重要作用。模式生物作为材料不仅能回答生命科学研究中最基本的生物学问题，对人类一些疾病的病理解析和治疗也有重大的借鉴意义。

在许多模式生物研究中，研究人员需要对各种小型模式生物，如秀丽线虫、斑马鱼幼鱼、果蝇、拟南芥等进行观察和分选。对于传统流式细胞仪来说，小型模式生物粒径过大且很脆弱，很容易在实验过程中破碎或死亡，而镜下手动分选繁琐且枯燥，分选充满主观因素，因而限制了实验的规模和准确率。为了填补这一空白，在1998年，COPAS系统（大粒径复杂颗粒物参数分析和分选仪）应运而生。

大粒径流式分选平台

—  Large Particle Flow Cytometry —

COPASTM/BioSorterTM是Union Biometrica公司基于传统流式细胞仪原理设计发明的一款专用于大粒径颗粒物全自动高通量分析分选平台，COPAS系统最先应用于秀丽线虫高通量药物筛选，因此又被人称作“线虫筛选器”。COPASTM/BioSorterTM搭配专利性FlowPilot软件平台，集成功能强大的硬件和直观的用户控制，提高了光学灵敏度、流体力学参数调节和定量分选性能，多尺寸的流动平台可根据颗粒物长度、光密度和多种荧光强度的检测对直径在20-1500um模式生物及颗粒物进行分析分选。

工作原理

基于传统流式细胞仪原理，样品在压力的作用下从连续搅拌的样品杯进入流动室（FlowCell），通过鞘液的包裹形成一条狭窄的液流进入流动室中心，通过激光束的检测，系统根据激光束检测结果控制样品的去留。默认状态下，样品被温和的气流引导至“回收容器”中，当系统接收到分选信号时，空气分选器短暂关闭，含待分选样品的液滴，即可直接流入对应容器中完成分选。

与传统流式细胞仪相比，COPASTM/BioSorterTM平台在几个重要的设计上有所不同：

（1）大粒径流动室可以容纳20-1500um样本，比传统流式细胞仪要大得多，使其能够完成大粒径生物样本的高通量分选，包括但不限于秀丽线虫、果蝇、蚕卵、斑马鱼、拟南芥、干细胞、胰岛、花粉等；

（2）较慢的液流流速和较低的运行压力，样品分选过程中液流剪切力小，避免了高剪切力对生物样本的损害，保证模式生物和多细胞样本的生物活性；

（3）专利气压分选技术，利用温和气流将生物样本以液滴的形式进行分选，相比较传统流式技术采用机械力或静电电荷力进行分选，避免了生物样品的破碎及失活。

FlowPilot & Profiler软件

FlowPilot & Profiler软件平台继承功能强大的硬件和用户友好的软件控制，能够直观地呈现各样品参数，并通过多种不同的分选模式对各样品逐一分选，获得目标样品及量化的样品参数数据，方便、快捷且结果有据可循，特别适合于各种高通量微模式生物研究及大规模药物筛选等领域。

软件界面：显示单参数分选（左上）、双参数分选（右）和Profiler功能（左下）

Profiler高级功能在FlowPilot软件基础上，进一步对样品个体光密度（EXT）和荧光参数（Red、Green、Yellow）的径向分布进行分析，获得Profiler图像，根据Profiler图形可对生物样品进行形态学分析、荧光峰值分布分析、样品部分特性分选等。

Profiler对斑马鱼中间段进行分析分选

不同亚群线虫Profiler分类图、Profiler可区分头部荧光和全躯干荧光亚

产品特点

（1）适用范围广

直径20-1500um样品，从无机细颗粒物到斑马鱼均适用；

多种规格FlowCell可供选择，单一平台多种实验；

多PMT和激光器可选，可用于各种荧光标记物研究；

分选模式多样化，清晰辨别样本差异。

（2）数据客观

量化生物颗粒径向长度（TOF）、光密度（EXT）和荧光参数，快速分析颗粒性质；

自定义参量范围，系统根据设定值自动筛选；

具有荧光补偿功能，测量参数更准确；

系统自动检测、计算、比对生物微粒各项参数，完成筛选过程，排除人为因素干扰；

Profiler软件可对单微粒光密度、荧光参数的径向分布做进一步细致分析。

（3）全自动，准确高效

最大分选速率可达200k个/小时，节约大量人工成本；

系统按照程序，自动将生物微粒分配到96孔板或其他孔板中；

系统对每一个生物微粒逐个分析、分选，重现性更好；

适合大规模筛选，是目前世界上应用最成功的微模式生物分选系统。

（4）生物活性保持

分选过程始终保持无菌环境，防止样本污染；

气流分选及低运行压力保证生物样本的生物活性和完整性；

（5）高国际认可度

截止2019年，COPASTM/BioSorterTM平台在全球已有超过2000个用户，发表文献数千篇，产品分布于世界各个顶级大学及研究所实验室中，应用涵盖各个方面，国际认可度高。

应用领域

COPASTM/BioSorterTM平台可用于直径在20-1500um的生物或非生物样本分析分选，以下是来自全球2000位用户发表文章统计的常见应用，相关文献请参阅https://www.unionbio.com/publications/

大细胞/细胞簇

种子/颗粒物

脂肪细胞

心肌细胞

管细胞（肾小管、胆管等）

胰岛细胞

干细胞簇/EBs

球状物/类器官（乳腺、神经团、肠道、肿瘤）

小磁珠

包埋细胞的微粒

胶囊样品

微球

小型模式动物

小型模式植物

秀丽线虫

果蝇

浮游生物

青鳉

蚊蝇

斑马鱼

拟南芥及烟草种子

愈伤组织

真菌花粉

原生质体

型号选择

Copas FP

Vol.01

固定Flowcell类型，4种规格可选

可选配1-3种波长激光器

标配红、黄、绿三色PMT，可更换

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Biosorter

Vol.02

不固定FOCA类型，四种规格任意更换

可选配1-4种波长激光器

标配红、黄、绿三色PMT，可更换

Copas Vision

Vol.03

内置CCD相机，分选过程拍照

固定FOCA类型，3种规格可选

选配1-4种波长激光器

4或8种PMT可选，可分析各种荧光

典型用户

无限极（中国）有限公司

上海科技大学生命科学学院

北京大学分子医学研究所

甘肃中医药大学

深圳药物研究院

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上海玉研科学仪器有限公司作为美国Union Biometrica公司在中国区的授权总代理，自成立以来一直致力于斑马鱼等模式生物研究先进科学设备的引进和推广工作，同时也积极参与与赞助斑马鱼研究领域的各项活动与会议，如第14届国际斑马鱼大会、第8届全国毒理学大会、第4届全国斑马鱼PI大会等，助力斑马鱼为主的各种模式生物相关的生命科学研究。