模式生物由于其結(jié)構(gòu)簡單、生活周期短、培養(yǎng)簡單、基因組小等特點(diǎn)在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。模式生物作為材料不僅能回答生命科學(xué)研究中最基本的生物學(xué)問題對人類一些疾病的病理解析和治療也有重大的借鑒意義。

在許多模式生物研究中研究人員需要對各種小型模式生物如秀麗線蟲、斑馬魚幼魚、果蠅、擬南芥等進(jìn)行觀察和分選。對于傳統(tǒng)流式細(xì)胞儀來說小型模式生物粒徑過大且很脆弱很容易在實(shí)驗(yàn)過程中破碎或死亡而鏡下手動(dòng)分選繁瑣且枯燥分選充滿主觀因素因而限制了實(shí)驗(yàn)的規(guī)模和準(zhǔn)確率。為了這一空白在1998年COPAS 系統(tǒng)（大粒徑復(fù)雜顆粒物參數(shù)分析和分選儀）應(yīng)運(yùn)而生。

型號COPAS Infinity

COPAS系統(tǒng)是 Union Biometrica 公司基于傳統(tǒng)流式細(xì)胞儀原理設(shè)計(jì)發(fā)明的一款專用于大粒徑顆粒物全自動(dòng)高通量分析分選平臺首先應(yīng)用于秀麗線蟲高通量藥物篩選COPAS 系統(tǒng)又被人稱作“線蟲篩選器"。其通過自動(dòng)化代替了耗時(shí)的手工分選過程大大減少了實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)間消除人為誤差實(shí)現(xiàn)了以前無法想象的高通量藥物篩選。

COPAS Infinity 與最初的 COPAS 流式細(xì)胞平臺一樣提供了對活的多細(xì)胞生物、細(xì)胞簇、單細(xì)胞、種子和無機(jī)顆粒等對于傳統(tǒng)流式細(xì)胞儀來說太大或太脆弱樣品的自動(dòng)化高通量分析和分選。此外COPAS Infinity 在更小的尺寸范圍內(nèi)大大提高了檢測靈敏度并增加了參數(shù)檢測數(shù)量搭配 Profiler 高級軟件可對樣品進(jìn)行細(xì)致分析。

研究多細(xì)胞結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)人員都知道細(xì)胞形成群體結(jié)構(gòu)之后其信息交互和行為會與單細(xì)胞時(shí)明顯不同。COPAS Infinity 大粒徑模式生物流式分選平臺系統(tǒng)儀允許實(shí)驗(yàn)人員對組織、腫瘤或器官中的細(xì)胞與細(xì)胞之間的相互作用進(jìn)行研究而不需要用傳統(tǒng)的方法破壞其整體結(jié)構(gòu)。而針對模型生物COPAS Infinity 可以代替手工分揀提供快速、靈敏、溫和、重復(fù)性高的全自動(dòng)化、高通量分析和分選功能。

性技術(shù)原理

基于傳統(tǒng)流式細(xì)胞儀原理樣品在壓力的作用下從連續(xù)攪拌的樣品杯進(jìn)入流動(dòng)室（FlowCell）在鞘液的包裹下形成一條狹窄的液流進(jìn)入流動(dòng)室中心通過激光束的檢測。系統(tǒng)根據(jù)激光束檢測結(jié)果控制樣品的去留默認(rèn)狀態(tài)下樣品被溫和的氣流引導(dǎo)至“回收容器"中當(dāng)系統(tǒng)接收到分選信號時(shí)空氣分選器短暫關(guān)閉含待分選樣品的液滴即可直接流入對應(yīng)容器中完成分選。

與傳統(tǒng)流式細(xì)胞儀相比大粒徑流式分選平臺在幾個(gè)重要的設(shè)計(jì)上有所不同

（1）大粒徑流動(dòng)室可以容納 2-1500μm 樣本比傳統(tǒng)流式細(xì)胞儀要大得多使其能夠完成大粒徑生物樣本的高通量分選包括但不限于秀麗線蟲、果蠅、蠶卵、斑馬魚、擬南芥、干細(xì)胞、胰島、花粉等；

（2）較慢的液流流速和較低的運(yùn)行壓力樣品分選過程中液流剪切力小避免了高剪切力對生物樣本的損害保證模式生物和多細(xì)胞樣本的生物活性；

（3）氣壓分選技術(shù)利用溫和氣流將生物樣本以液滴的形式進(jìn)行分選相比較傳統(tǒng)流式技術(shù)采用機(jī)械力或靜電電荷力進(jìn)行分選避免了生物樣品的破碎即失活。    

控制和分析軟件

FlowPilot 軟件專為大粒徑流式分選平臺設(shè)計(jì)平臺集成功能*的硬件和用戶友好的軟件控制能夠直觀地呈現(xiàn)各樣品參數(shù)并通過多種不同的分選模式對各樣品逐一分選獲得目標(biāo)樣品及量化的樣品參數(shù)數(shù)據(jù)方便、快捷且結(jié)果有據(jù)可循特別適合于各種高通量微模式生物研究及大規(guī)模藥物篩選等領(lǐng)域。

可使用 FlowPilot 控制軟件進(jìn)行如下操作

（1）根據(jù)個(gè)人喜好輕松地進(jìn)行儀器控制、數(shù)據(jù)采集和分配選項(xiàng)面板的訪問或隱藏；

（2）自定義和操作多個(gè)獨(dú)立的統(tǒng)計(jì)圖像（各參數(shù)直方圖、X-Y關(guān)系圖等）包括每個(gè)區(qū)域的自定義縮放和邏輯門控選項(xiàng)；（3）檢索實(shí)驗(yàn)文件、樣本模板和數(shù)據(jù)分析文件（在線或離線）為采集后再分析提供了*的工具支持；

（4）創(chuàng)建自定義的分選輸出模板用于對于多孔板中每個(gè)孔的分配信息進(jìn)行設(shè)定；

（5）以標(biāo)準(zhǔn)的流式細(xì)胞儀格式存儲數(shù)據(jù)以便以后使用實(shí)驗(yàn)室中其他傳統(tǒng)的流式細(xì)胞儀軟件進(jìn)行分析等。

Profiler/FlowPilot Pro^TM 軟件

Profiler/FlowPilot Pro 高級功能是在 FlowPilot 軟件基礎(chǔ)上進(jìn)一步對樣品個(gè)體光密度（EXT）和熒光參數(shù)（Red、Green、Yellow）的徑向分布進(jìn)行掃描獲得 Profiler 圖像根據(jù) Profiler 圖形可對生物樣品進(jìn)行進(jìn)一步處理和分析。

Profiler 可以沿樣本軸向長度（TOF）進(jìn)行多達(dá)8000個(gè)光學(xué)數(shù)據(jù)采樣將數(shù)據(jù)采集從整體水平提升到器官和多細(xì)胞的水平。隨后軟件以圖形和數(shù)字的形式呈現(xiàn)這些信號沿物體長度方向上的變化向?qū)嶒?yàn)人員顯示每個(gè)樣品在多個(gè)“光學(xué)剖面"上所有光學(xué)參數(shù)的地形圖及強(qiáng)度變化以峰高、峰寬、峰數(shù)和相對位置的形式進(jìn)行表現(xiàn)——所有參數(shù)都可作為后續(xù)的分選條件。

Partial Profiling

Profiler 的另一個(gè)分析特性是“Partial Profiling"部分剖析在樣本上選定一個(gè)區(qū)域“Partial Profiling"會顯示出該區(qū)域詳細(xì)光學(xué)或熒光特性（峰高、峰寬及數(shù)量等）以生成用戶自定義分選參數(shù)“Partial Profiling"可以用于分析樣品部分區(qū)域的光學(xué)特性。

COPAS Infiniy 標(biāo)配性 FlowPilot-Pro 軟件平臺集成功能*的硬件和直觀的用戶控制提高了光學(xué)靈敏度、流體力學(xué)參數(shù)調(diào)節(jié)和定量分選性能為科研人員的實(shí)驗(yàn)室提供了更高級別的分析分選功能和用戶體驗(yàn)特別是在高通量篩選上系統(tǒng)性能更加、靈活性和易用性更加*。

特點(diǎn)及優(yōu)勢

適用范圍廣

直徑 2-1500μm 樣品從無機(jī)細(xì)顆粒物到斑馬魚均適用；

多種 COPAS Infinity 產(chǎn)品型號可供選擇每種規(guī)格產(chǎn)品適用于某一特定粒徑范圍樣品使用；

多PMT和激光器可選可用于各種熒光標(biāo)記物研究；

分選模式多樣化清晰辨別樣本差異；

數(shù)據(jù)客觀

量化生物顆粒徑向長度（TOF）、光密度（EXT）和熒光參數(shù)快速分析顆粒性質(zhì)；

自定義參量范圍系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定值自動(dòng)篩選；

具有熒光補(bǔ)償功能測量參數(shù)更準(zhǔn)確；

系統(tǒng)自動(dòng)檢測、計(jì)算、比對生物微粒各項(xiàng)參數(shù)完成篩選過程排除人為因素干擾；

標(biāo)配 Profiler 軟件可對單微粒光密度、熒光參數(shù)的徑向分布做進(jìn)一步細(xì)致分析。

全自動(dòng)準(zhǔn)確高效

分選速率可達(dá)20萬個(gè)/小時(shí)節(jié)約大量人工成本；

系統(tǒng)按照程序自動(dòng)將生物微粒分配到96孔板或其他孔板中；

系統(tǒng)對每一個(gè)生物微粒逐個(gè)分析、分選重現(xiàn)性更好；

適合大規(guī)模篩選是目前世界上應(yīng)用最成功的微模式生物分選系統(tǒng)。

生物活性保持

分選過程始終保持無菌環(huán)境防止樣本污染；

氣流分選及低運(yùn)行壓力保證生物樣本的生物活性和完整性；

高國際認(rèn)可度

截止2019年大粒徑流式分選平臺在已有超過2000個(gè)用戶發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)千篇產(chǎn)品分布于多個(gè)國家大學(xué)和研究所實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用涵蓋多個(gè)方面國際認(rèn)可度高。

硬件設(shè)計(jì)

固定流動(dòng)室設(shè)計(jì)專用性強(qiáng)。COPAS Infinity 為專用性設(shè)計(jì)每臺機(jī)器只能用于某個(gè)固定粒徑范圍樣品分析分選使用；

根據(jù)系統(tǒng)所配置的流動(dòng)室光學(xué)核心模塊（Fluidics and Optics Core AssembliesFOCA）的不同COPAS Infinity 系統(tǒng)有四種不同的型號。下表為不同規(guī)格 COPAS Infinity 系統(tǒng)所適用的樣品粒徑范圍以及常用的研究對象。

模塊化光學(xué)系統(tǒng)

COPAS Infinity 光學(xué)系統(tǒng)包括激光器、FOCA、軸向光檢測器、FS軸向散射光檢測器、PMT熒光散射傳感器以及濾光片等組成。COPAS Infinity 系統(tǒng)最多可以配置3個(gè)激光器軸向光檢測器用于樣品軸向長度（TOF飛行時(shí)間）的測量樣本阻擋光線的總積分信號決定了樣品光密度（EXT透光度）的大小。FS檢測器測量樣本軸向小角度散射光量熒光散射可在四種不同的PMT探測器上同時(shí)測量PMT探測器和濾光片元件也可根據(jù)用戶需求進(jìn)行相應(yīng)配置。

X-Y活動(dòng)性分選平臺

X-Y分選平臺允許用戶將分析結(jié)束的樣品進(jìn)行分選純化并允許分配到24/48/96/384孔板、離心管或其他容器中COPAS Infinity 系統(tǒng)允許用戶創(chuàng)建自定義輸出模板用戶可在軟件上編輯分選程序包括每個(gè)分配位置包含的信息如每個(gè)孔位輸出的樣本類型及個(gè)數(shù)等。

集成化功能（Integration）

COPAS Infinity也可作為多步工作站（Workflow）一個(gè)組成部分允許響應(yīng)來自外部控制器和軟件的指令信號觸發(fā)其進(jìn)行工作。

COPAS Infinity的設(shè)計(jì)占地面積小能夠更容易地安裝在商用生物安全柜內(nèi)從而提高安全性和無菌性。

樣品通常從50mL樣品管種自動(dòng)加樣攪拌器輔助防止樣品聚集從而保證上樣均勻較大粒徑的樣品可選配750mL和1500mL大型進(jìn)樣杯和攪拌器。另外針對異常脆弱或易于下沉/上浮的樣品（如脂肪細(xì)胞、植物原生質(zhì)體等）可選擇5mL小型旋轉(zhuǎn)樣品杯OSIS (Oscillating Sample Introduction System) 來進(jìn)行加樣。

LP Sampler^TM

LP Sampler（Large Particle Sampler）是專門為溫和處理直徑10-1500μm的大顆粒、易碎樣品而設(shè)計(jì)的自動(dòng)加樣系統(tǒng)它能夠從多孔板或培養(yǎng)皿中輕輕抽吸這些樣品并將其完整、可行地輸送至COPAS Infinity系統(tǒng)。

配置選擇方案

(1) FOCA類型選擇

根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇合適規(guī)格型號FOCA 

(2) 多激光配置

最多三色激光器可選用于激發(fā)樣品熒光標(biāo)配488nm藍(lán)色激光器可選375-660nm激光器

(3) 進(jìn)樣方式選擇

根據(jù)COPAS Infinity規(guī)格不同可選擇50750或1500mL規(guī)格樣品杯進(jìn)樣針對特殊樣品（如脂肪細(xì)胞等）可選擇5mL旋轉(zhuǎn)樣品杯進(jìn)行加樣。也可選配Large Particle (LP) Sampler™ 系統(tǒng)可以將10-1500 μm范圍內(nèi)的樣品從多孔板、培養(yǎng)皿或者其他容器中進(jìn)行全自動(dòng)上樣

(4) 集成化功能（Integration）

完整的高通量分選平臺

COPAS Infinity 大粒徑顆粒物高通量分選平臺能可配合LP Sampler組成一套更加完整的高通量分選平臺；

能夠?qū)崿F(xiàn)從多孔板進(jìn)樣到多孔板分選的全自動(dòng)化操作；

型號COPAS Infinity & LP Sampler

應(yīng)用領(lǐng)域

大粒徑流式分選平臺可用于直徑在2-1500μm的生物或非生物樣本分析分選以下是來自2000位用戶發(fā)表文章統(tǒng)計(jì)的常見應(yīng)用相關(guān)文獻(xiàn)您可以移步到網(wǎng)站來參閱/publications

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