索尼小型低价细胞分析装置:iPS细胞研究不再高不可攀

2013-01-23 15:16:36来源: 日经商务周刊
    全世界对iPS细胞的研究热潮不断高涨,细胞分析装置的重要性日益增加。先前与这种装置无缘的索尼凭借此前培育的光盘技术涉足了该领域。该公司打算以“小型低价”为卖点,向有意进行iPS细胞研究的机构或企业推广细胞分析装置。 

    “这种设备并不是专家使用的昂贵产品,而是普通研究人员也能用得起的机型。我们希望世界各地的研究机构能够导入该装置,以便在iPS细胞研究中发挥作用”。索尼生命科学业务部门生物科学业务室担当部长篠田昌孝如此说道。

    索尼2012年11月推出的细胞分析装置“SH800”是其自主开发的第一款产品。该装置采用名为“流式细胞术(Flow Cytometry)”的细胞分析方法。 

    流式细胞术是“Flow(流动)”和“Cytometry(细胞测量)”两个词组合而成的造词,是将细胞放入液体中使其分散,并查看细胞数量、大小及构造等的方法。这种分析装置称为“流式细胞仪”。 

    流式细胞仪近来有望在血液、免疫、癌症、iPS细胞及ES细胞(胚胎干细胞)等最尖端研究领域普及。以2012年京都大学教授山中伸弥因iPS细胞研究成果而获得诺贝尔奖为契机,今后iPS细胞的研究需求将会快速扩大,索尼的篠田表示“流式细胞仪市场有望年均增长15%”。流式细胞术相关产品的市场规模“估计2012年约为15亿美元,有预测数据显示,2020年将达到约35亿美元”(篠田)。 

    因医疗和生物领域有望实现增长,作为经营重建措施之一,索尼打算加紧强化医疗业务。对于索尼而言,SH800是用来开拓大学、研究机构及制药公司等新客户的战略产品。

利用光盘技术 

    流式细胞仪SH800有两大功能。分别为细胞分析和细胞分离。 

    细胞分析是客观而高速地对各个细胞具备的信息进行分析的功能。能够了解细胞大小、个数、细胞表面状态及细胞的内部构造等。 

    细胞分离是根据细胞分析结果,在存活状态下回收目标细胞的功能。使用SH800,研究人员可以取出所需要的细胞。 

    下面我们来看一下细胞分析流程。首先将装有检查细胞样本及血液等的容器放在固定位置上。然后向容器中掺入试剂(在特定条件下发光的药物),再将其倒入装置的测量流路部分。 

    装置内的激光器可向测量流路内高速流动的细胞照射激光。被激光照射的细胞会发出微弱的散射光和萤光。通过对其进行检测,可识别细胞的种类及大小等。 

    然后利用萤光来查明细胞表面的抗原(侵入体内危害健康的物质及病毒等)和抗体(防止抗原侵入体内危害健康的免疫物质等)。 

    散射光有两种,前方散射光用来查明细胞大小,侧面散射光用来查明细胞的内部构造。据索尼介绍,SH800可在1秒钟内分析数万个细胞。 

    该装置用来照射和检测激光的部分,应用了索尼此前培育的光盘激光技术。通过照射激光来识别细胞的原理,“与用激光读取高速旋转的光盘上的微细凹凸部分的蓝光光盘检测原理非常相似”(索尼生物科学业务室企划科策略分析师古野敦司)。 

    细胞流过的测量流路部分也采用了索尼擅长的光盘技术。SH800的测量流路部分使用了该公司自主开发的塑料基板“Cell Sorting Chip”(尺寸为长7.5cm×宽2.5cm×厚2mm)。 

    其原理是,将需要检查的细胞样本倒入Cell Sorting Chip,然后照射激光。“Cell Sorting Chip可与厚1mm的塑料基板紧密粘合,运用索尼在光盘领域培育的微细加工和成型技术,实现了低成本量产”(古野)。 

    索尼按照用来控制细胞流量的小沟槽——孔径的不同,准备了多种Cell Sorting Chip。可根据SH800测量的细胞种类及大小,选择最合适的Cell Sorting Chip使用。这一点与原来的细胞分析装置不同。 

    原来的装置一般在细胞流动的测量流路部分使用由石英制成的固定产品。“石英制成的产品比塑料制成的Cell Sorting Chip昂贵,而且每次使用时还要清洗,非常麻烦”(篠田部长)。


   而SH800采用的Cell Sorting Chip不仅容易更换和安装,而且是一次性的。据索尼介绍,一块Cell Sorting Chip约为3000日元。

价格只有原来的三分之一

    细胞分析结束之后,就需要进行细胞分离作业了。分离原理如下。 

    流过Cell Sorting Chip的含有细胞的液体会迅速从芯片顶端滴落。在液体变成液滴的瞬间,装置可迅速判断出是否为提前设定的应该筛选出来的细胞,并向每秒滴落两万个的液滴施加正电荷或负电荷。 

    然后,利用SH800内部的高电压偏向板改变液滴的方向,分成“正电荷液滴”和“负电荷液滴”,并回收所需细胞。不带电荷的细胞会被废弃。 

    关于此前的流式细胞仪领域,“美国BD公司(Becton Dickinson)的产品约占8成市场份额,是该公司的独霸领域”(篠田)。为攻克这一堡垒,新兴企业索尼投放了SH800,该产品的最大卖点是小型低价。 

    SH800的机身尺寸只有传统产品的三分之一,宽度仅为55cm。价格方面,传统产品为6000万日元左右,而SH800只有约2000万日元,是前者的三分之一。 

    SH800的另一诉求点是普通研究人员也能用得起。篠田介绍称,“SH800具备的功能包括可自动调整用来分析细胞的激光光轴以及分离细胞时施加电荷的时机,不需要复杂的设置工作”。原来的普通装置使用前需要花费60分钟进行安装,而SH800只需要10分钟。 

    iPS细胞是源于日本的技术,日本生产的SH800能够对iPS细胞的实用化作出多大贡献呢?让我们拭目以待。

关键字:索尼  小型  低价  细胞

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2013/0123/article_3446.html
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