傳統的細胞分選通過Jet-in-Air方式高速分離細胞，但會對細胞產生一定的損害，對研究細胞原本的性能及特性造成很大的不便。 例如，在干細胞和神經細胞的研究中，分選后得到的細胞無法進行培養的案例時有發生。

日本On-chip生物技術有限公司針對以往傳統流式分選的弊端，于2012年推出了一款對細胞無損傷，確保臨床應用的無污染，可以無菌處理操作的流式細胞儀（On-Chip Sort）。 這款小型的儀器使用微流控芯片模塊，利用空氣壓力控制，對模塊內的樣品流進行細胞分離，最多配置3激光6熒光。以低壓對細胞進行分選，從而實現無損傷分離。對于易損傷的神經細胞，在使用此裝置進行分選以后，仍然可以充分保持分化功能。另外，由于使用一次性交換型模塊，各個樣品間保證無污染，也無需清洗流路通道，即使長時間不使用的狀態，只要拿一個新的篩選模塊，就立即可以開始使用，簡單方便。

其創新性和實用性On-chip Sort在2013年10月獲得了東京都創新技術優勝獎。

使用一次性交換型微流控芯片模塊分選

分選時對鞘液沒有要求（可使用海水、培養液等）

對細胞進行無損傷分選

無污染分選（可放置在生物安全柜中）

最多可配置3激光6熒光（405nm,488nm,561nm,637nm,785nm）

操作簡單，免校正光路和液流

易維護，無需清洗保養

從On-chip Flow(分析型)可直接升級為On-chip Sort(分選型）

包括，但不限于血液中的癌細胞CTC，神經細胞，細菌的存活數量，微生物，霉菌，精子，蛋白質，淋巴腺，系統單元（乳齒的齒髓)，再生細胞(iPS　ES細胞）。

※獲得諾貝爾醫學獎的京都大學iPS研究院等多數客戶在使用

1. 神經干細胞無損傷分選培養再驗證對比

傳統分選與on-chip分選的神經細胞，經過7天的培養對比觀察，on-chip分選出的神經細胞的生理特性與未分選之前保持高度一致。

2. 牙髓干細胞無損傷分選

來源于退出齒的牙髓（DPSC），牙周韌帶（PDLSC），牙囊（DFSC），和根尖乳頭（APSC），比骨髓干細胞（BMSC）的四種間充質干細胞，相對于骨髓干細胞來說具有更強的增殖能力和多能干性，因此是一種被證明的更適于再生醫學的干細胞，通過On-chip sort分選儀獲取來源于硬組織的細胞，之后移植了從撤出齒與骨髓來源的人類間質干細胞的四種干細胞。所得到的細胞仍然保持干細胞的特性，驗證了on-chip對干細胞無損傷分選的應用。

3. 無以倫比的循環腫瘤細胞 CTC精確分選

On-chip分選儀因其的性能，可被用于細胞治療及細胞診斷， 能夠精確檢測和分離循環腫瘤細胞；用on-chip對各種癌癥病人超低量血液中的CTC進行分離，分選后的細胞可用于培養跟蹤及優化選擇的藥物和分析基因變異，區別于CellSearch，isoflux等分選方式，On-chip采用CD45^-陰性排除法，不依賴于EpCAM，綜合CK標記 ，對 KATO-III,A549,PC-14類CTC識別及捕獲，準確率分別高達93.8±5.5%，82.4±8.5%，96.0±8.5%，相對Cellsearch的74.7%，28.8%0.0%，on-chip的無損分選技術對CTC的分選精確度有了質飛躍性 。

4. 精子分選無損傷分選

用常規的流式細胞儀檢測，在通過噴嘴時，精子的尾巴易纏繞，無法達到單細胞檢測；而且溫度的變化，精子易失活；分選時，精子頭和尾方向不一致，有可能無法包裹在同一個液滴中，電荷分選受影響較大。On-chip無損傷分選技術，采用微流控低壓分選，可精確無損傷分選活性精子。

精子經PI(只能染死細胞）和SYTO9（可以染活細胞和死細胞）染色后分選。分選活的精子（PI-SYTO9+）可在收集槽中觀測。

5. 血細胞分選----形態保存完好比較

On-chip分選出的粒細胞相對傳統分選方式，細胞形態保留完好，進一步證實On-chip的在血細胞臨床領域的無損傷分選的可靠性。

6. 高鹽濃度培養的牡蠣派琴蟲分選

牡蠣派琴蟲適合在高鹽濃度下生存，改變環境，活性大受影響，利用On-chip無損分選技術及多種鞘液可選的特性，對比原始培養液及PBS做鞘液分選結果，培養后1h用PI染色做活性鑒定，結果顯示原始培養液分選獲得細胞無損傷，而PBS分選活性極大降低。驗證了on-chip在海洋及水質監測領域的應用。

Collaboration with Dr. Hirokazu SAKAMOTO, the Univ. of Tokyo

7. 酵母細胞的活/死細胞進行鑒定和分選

酵母細胞以不同的加熱時間進行處理，經SYTO-9和PI染色后，在on-ship sort上檢測與分選，On-chip Sort 能夠清楚的識別活細胞和死細胞群；對經加熱處理40min的細胞樣品分選活和死的細胞群，并且在培養皿中進行培養。死細胞沒有長出克隆，而活細胞長出了40個克隆。充分證實了On-chip Sort分選的準確性。

1  分選老鼠的胎兒腦部海馬神經細胞

使用傳統的流式細胞儀和On-chip Sort對分選前后的細胞進行培養，分選后使用PI染色發現細胞沒有什明顯差別，但3天后細胞的分化增值出現差異化。

圖1 神經細胞的無損傷分選

傳統的流式細胞儀分選的細胞在后續培養中沒有形成軸突，Onchip Sort處理過的細胞和未做分選處理的細胞一樣形成軸突 。

本研究是和東京工科大學的鈴木郁郎先生共同研究的成果。

2   精子分選

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