目前，微型模式動物、模式植物種子、大體積細胞及微球的分選在生命科學研究中有著非常廣泛的應用，但是由于這些研究對象體積太大，普通流式細胞儀難以對其進行分選，而人工手動在顯微鏡鏡下分選耗時耗力、效率低下、準確性難以保證，因此一種自動化大體積微粒分選系統應運而生，它就是COPAS蠕蟲/胚胎流式分選系統/多參數生物微粒分析與分選系統。

目前，微型模式動物、模式植物種子、大體積細胞及微球的分選在生命科學研究中有著非常廣泛的應用，但是由于這些研究對象體積太大，普通流式細胞儀難以對其進行分選，而人工手動在顯微鏡鏡下分選耗時耗力、效率低下、準確性難以保證，因此一種自動化大體積微粒分選系統應運而生，它就是COPAS蠕蟲/胚胎流式分選系統/多參數生物微粒分析與分選系統。 

COPAS大顆粒流式分選系統可以檢測微粒的尺寸、光密度及熒光信號，并根據用戶設定的域值，將相應的微粒移入96孔板或其它容器中，*的技術使得整個過程對于微粒的生物活性不會產生任何負面影響。

COPAS系統基于流式細胞技術的深度開發，與傳統流式細胞儀相比，有兩個重要改進：

*，系統管路直徑增大，以適應20-1500um大小的生物微粒分選；

第二，采用的氣流動態分選技術，保證收集到的生物活體的活性和完整性；

與傳統流式細胞儀相比：

產品特點：

l  **能夠分選10-1500um生物微粒的自動化高通量分選系統

l  模式動物、模式植物種子與花粉、大體積細胞與細胞簇、微球/顆粒、高通量藥物分選

l  同時檢測微粒的五種光學參數：微粒的尺寸、光密度及三色熒光信號

l  氣動分選技術，保證收集到的生物活體或敏感化學物質的活性和完整性，整個過程對微粒的生物活性不會產生任何負面影響

l  篩選速度達到每小時100,000個化合物，同時大大節省樣品的消耗量

l  全自動、高通量、高精度篩選，適用于大規模篩選 

應用領域：

COPAS大顆粒流式分選系統被廣泛應用在模式動植物研究、大體積細胞研究及藥物篩選等方面，具體應用對像包括微型模式動物:C .elegans、D .melanogaster、Zebrafish、Medaka, Mosquito, Xenopus;模式植物種子與花粉:Arabidopsis、花粉;大體積細胞與細胞簇:胚胎干細胞、胰島;微球/顆粒:化合物結合微球、微球分析。

1.蠕蟲發育表達譜

 對單一基因來說，其在發育過程中表達的變化可依據其表達量來說明，什么時候表達開始或者減弱。如右圖所示，不同基因在不同發育階段表達量的變化：從幼蟲到成蟲，咽部基因的表達量一直在增加，會陰部基因只有蠕蟲發育成熟才開始表達；肛門肌肉基因的微弱表達也可用該方法檢測到。更多分析請參考：DuPuy, et al., Nature Biotechnology, 25, 663-338, 7 May 2007。

2.繪制斑馬魚側面熒光圖
基于參數峰值數量（Number of Peaks for each Parameter）進行分選。如下圖，一條四日齡、野生型斑馬魚軸向側面圖（被標記紅色熒光）。

3.在水凝珠內部生長的細胞簇

在細胞培養過程中，水凝珠作為細胞生長的基質，將細胞包裹在內。COPAS以Peak Width作為細胞生長程度的依據，分選出只含有單個細胞的水凝珠，進而得到來源單一的細胞簇。(Courtesy of S.Panke and M.Walser, ETH, Zurich.)

4.大鼠神經干細胞的分選

利用PI染料標記，分選大鼠神經干細胞，如右圖：

5.在藥物篩選方面的新應用

(1)結合分析，動力學與竟爭分析(BindingAssays, kinetics and competition assays)

      使用COPAS生物分選系統在以微球為載體的化合物庫中篩選能與帶有熒光標記的目標蛋白結合的化合物，將陽性化合物微球加人微孔板以進行后續的MS,NMR及其它分析，將沒有結合蛋白的陰性化合物微球加人收集容器以便重復使用。另外，還可以根據熒光信號的強弱設定域值，將陽性化合物微球進一步分為結合能力不同的幾群。目前，已經有科學家利用這種技術找到了一個能與纖維原細胞生長因子粘多糖結合位點結合的硫酸鹽化合物。

(2) On-bead酶一底物篩選(On-bead enzymesubstrate discovery)

將需要研究的多肽，如點突變多肽，兩端標記上淬滅熒光基團(FRAP )，然后連接到微球上，從而建立一個以微球為載體的多肽庫。將多肽微球與目的蛋白酶結合，如果蛋白酶能夠切斷多肽，就會發出熒光信號。由于使用COPAS高速分選技術，陽性微球可以被快速分選，以保證微球表面仍有足夠多的完整多肽以便進行后續分析。從建立多肽庫到陽性多肽序列分析的整個實驗流程，可以在一周內完成，與傳統方法相比效率提高了一百倍。丹麥的一個研究小組已經利用該技術研究了枯草桿菌蛋白酶的多肽底物結構。

(3)蛋白酶抑制劑篩選

COPAS技術的一個更為復雜的應用是在蛋白酶抑制劑篩選方面。首先，將帶有淬滅熒光基團(FRAP )的蛋白酶底物多膚連接在微球的一部分結合位點上，然后將需要篩選的抑制劑連接在微球的其它結合位點上，從而建立一個以微球為載體的抑制劑庫。將微球與蛋白酶一起孵育，如果抑制劑無效，蛋白酶會將多肽切斷，微球產生較強的熒光信號。如果抑制劑效果很強，蛋白酶無法切斷多肽，微球沒有熒光信號。如果抑制劑無法*抑制蛋白酶活性，那么仍會有部分多肽被切斷，微球會發出較弱的熒光信號。這樣就可以利用COPAS技術根據微球熒光信號的強弱對微球進行分選，從而快速找到不同抑制強度的抑制劑。這種技術在篩選抑制劑和優化反應條件方面具有很高的效率和很大的靈活性，可以實現每小時100000個化合物的高速篩選。利用這種技術，荷蘭的一個研究小組在數周內找到了*和多種基質金屬蛋白酶的多種抑制劑。

綜上所述，COPAS大顆粒流式分選系統在大微粒分選方面的強大功能，必將為人類健康作出貢獻。

*，系統管路直徑增大以適應10-1500um大小的生物微粒，這比普通流式細胞儀用于分選單個真核細胞的管路大的多。每一個COPAS大顆粒流式分選系統都針對不同尺寸范圍的微粒進行管路的優化設計，以便在高速高通量分選時獲得的檢測靈敏度與準確性。 

第二，COPAS大顆粒流式分選系統技術的核心，即的氣流分選裝置(圖1、表1)。當不需要收集時，分選系統會通過氣體將液流吹人廢液槽中;當需要分選的微粒經過時，分選系統會暫時將氣體分流器關閉，使氣流中斷，然后再重新打開分流器，這樣就能將含有待選微粒的液流噴人微孔板或收集容器中。這種分選的方式非常溫和，可以保證收集到的生物活體或敏感化學物質的活性和完整性，對于后續的培養和分析不會產生任何負面影響，而普通流式細胞儀一般采用電磁場進行分選，會對生物活體產生致命的影響。

COPAS大顆粒流式分選系統可以同時檢測微粒的五種光學參數，包括微粒的光密度(Extinction,EXT)、微粒的軸向長度(Time Of Flight,TOF )，以及三色熒光信號(表1)。樣本懸液在鞘液的包裹下形成層流，生物微粒被聚焦在液流的中心輸送到流動室，通過兩個低能激光器來激發和檢測光信號。其中，一個紅色激光器( 670nm)被用來檢測微粒的軸向長度和光密度，而另一個多色氫激光器(488/514nm)被用來激發多種熒光素。儀器的標準配置包括綠光、黃光及紅光檢測器，用來檢測受激發的熒光素發出的光信號。這些實時檢測的參數被用來將樣本中的微粒分群，只有那些符合用戶設定域值的微粒才會被分選系統加人微孔板或樣品收集容器中，而那些不在用戶設定域值范圍內的微粒也可以被收集起來，以備后續的其它操作。zui終的分選速度取決于樣本的濃度和需要分選的微粒所占的百分比，zui快可以達到每小時100, 000個微粒。