傳統(tǒng)的細(xì)胞分選通過(guò)Jet-in-Air方式高速分離細(xì)胞，但會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生一定的損害，對(duì)研究細(xì)胞原本的性能及特性造成很大的不便。 例如，在干細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞的研究中，分選后得到的細(xì)胞無(wú)法進(jìn)行培養(yǎng)的案例時(shí)有發(fā)生。

日本On-chip生物技術(shù)有限公司針對(duì)以往傳統(tǒng)流式分選的弊端，于2012年推出了一款對(duì)細(xì)胞無(wú)損傷，確保臨床應(yīng)用的無(wú)污染，可以無(wú)菌處理操作的流式細(xì)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(duì)模塊內(nèi)的樣品流進(jìn)行細(xì)胞分離，最多配置3激光6熒光。以低壓對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分選，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)損傷分離。對(duì)于易損傷的神經(jīng)細(xì)胞，在使用此裝置進(jìn)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(gè)樣品間保證無(wú)污染，也無(wú)需清洗流路通道，即使長(zhǎng)時(shí)間不使用的狀態(tài)，只要拿一個(gè)新的篩選模塊，就立即可以開(kāi)始使用，簡(jiǎn)單方便。

其創(chuàng)新性和實(shí)用性O(shè)n-chip Sort在2013年10月獲得了東京都創(chuàng)新技術(shù)優(yōu)勝獎(jiǎng)。

使用一次性交換型微流控芯片模塊分選

分選時(shí)對(duì)鞘液沒(méi)有要求（可使用海水、培養(yǎng)液等）

對(duì)細(xì)胞進(jìn)行無(wú)損傷分選

無(wú)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(jiǎn)單，免校正光路和液流

易維護(hù)，無(wú)需清洗保養(yǎng)

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

包括，但不限于血液中的癌細(xì)胞CTC，神經(jīng)細(xì)胞，細(xì)菌的存活數(shù)量，微生物，霉菌，精子，蛋白質(zhì)，淋巴腺，系統(tǒng)單元（乳齒的齒髓)，再生細(xì)胞(iPS　ES細(xì)胞）。

※獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的京都大學(xué)iPS研究院等多數(shù)客戶(hù)在使用

1. 神經(jīng)干細(xì)胞無(wú)損傷分選培養(yǎng)再驗(yàn)證對(duì)比

傳統(tǒng)分選與on-chip分選的神經(jīng)細(xì)胞，經(jīng)過(guò)7天的培養(yǎng)對(duì)比觀察，on-chip分選出的神經(jīng)細(xì)胞的生理特性與未分選之前保持高度一致。

2. 牙髓干細(xì)胞無(wú)損傷分選

來(lái)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(xì)胞（BMSC）的四種間充質(zhì)干細(xì)胞，相對(duì)于骨髓干細(xì)胞來(lái)說(shuō)具有更強(qiáng)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(yī)學(xué)的干細(xì)胞，通過(guò)On-chip sort分選儀獲取來(lái)源于硬組織的細(xì)胞，之后移植了從撤出齒與骨髓來(lái)源的人類(lèi)間質(zhì)干細(xì)胞的四種干細(xì)胞。所得到的細(xì)胞仍然保持干細(xì)胞的特性，驗(yàn)證了on-chip對(duì)干細(xì)胞無(wú)損傷分選的應(yīng)用。

3. 無(wú)以倫比的循環(huán)腫瘤細(xì)胞 CTC精確分選

On-chip分選儀因其*的性能，可被用于細(xì)胞治療及細(xì)胞診斷， 能夠精確檢測(cè)和分離循環(huán)腫瘤細(xì)胞；用on-chip對(duì)各種癌癥病人超低量血液中的CTC進(jìn)行分離，分選后的細(xì)胞可用于培養(yǎng)跟蹤及優(yōu)化選擇的藥物和分析基因變異，區(qū)別于CellSearch，isoflux等分選方式，On-chip采用CD45^-陰性排除法，不依賴(lài)于EpCAM，綜合CK標(biāo)記 ，對(duì) KATO-III,A549,PC-14類(lèi)CTC識(shí)別及捕獲，準(zhǔn)確率分別高達(dá)93.8±5.5%，82.4±8.5%，96.0±8.5%，相對(duì)Cellsearch的74.7%，28.8%0.0%，on-chip的無(wú)損分選技術(shù)對(duì)CTC的分選精確度有了質(zhì)飛躍性 。

4. 精子分選無(wú)損傷分選

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

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

5. 血細(xì)胞分選----形態(tài)保存完好比較

On-chip分選出的粒細(xì)胞相對(duì)傳統(tǒng)分選方式，細(xì)胞形態(tài)保留完好，進(jìn)一步證實(shí)On-chip的在血細(xì)胞臨床領(lǐng)域的無(wú)損傷分選的可靠性。

6. 高鹽濃度培養(yǎng)的牡蠣派琴蟲(chóng)分選

牡蠣派琴蟲(chóng)適合在高鹽濃度下生存，改變環(huán)境，活性大受影響，利用On-chip無(wú)損分選技術(shù)及多種鞘液可選的特性，對(duì)比原始培養(yǎng)液及PBS做鞘液分選結(jié)果，培養(yǎng)后1h用PI染色做活性鑒定，結(jié)果顯示原始培養(yǎng)液分選獲得細(xì)胞無(wú)損傷，而PBS分選活性極大降低。驗(yàn)證了on-chip在海洋及水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

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

7. 酵母細(xì)胞的活/死細(xì)胞進(jìn)行鑒定和分選

酵母細(xì)胞以不同的加熱時(shí)間進(jìn)行處理，經(jīng)SYTO-9和PI染色后，在on-ship sort上檢測(cè)與分選，On-chip Sort 能夠清楚的識(shí)別活細(xì)胞和死細(xì)胞群；對(duì)經(jīng)加熱處理40min的細(xì)胞樣品分選活和死的細(xì)胞群，并且在培養(yǎng)皿中進(jìn)行培養(yǎng)。死細(xì)胞沒(méi)有長(zhǎng)出克隆，而活細(xì)胞長(zhǎng)出了40個(gè)克隆。充分證實(shí)了On-chip Sort分選的準(zhǔn)確性。

1  分選老鼠的胎兒腦部海馬神經(jīng)細(xì)胞

使用傳統(tǒng)的流式細(xì)胞儀和On-chip Sort對(duì)分選前后的細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，分選后使用PI染色發(fā)現(xiàn)細(xì)胞沒(méi)有什明顯差別，但3天后細(xì)胞的分化增值出現(xiàn)差異化。

圖1 神經(jīng)細(xì)胞的無(wú)損傷分選

傳統(tǒng)的流式細(xì)胞儀分選的細(xì)胞在后續(xù)培養(yǎng)中沒(méi)有形成軸突，Onchip Sort處理過(guò)的細(xì)胞和未做分選處理的細(xì)胞一樣形成軸突 。

本研究是和東京工科大學(xué)的鈴木郁郎先生共同研究的成果。

2   精子分選

2 Jin Akagi, Magdalena Kordon, Real-time cell
viability assays using a new anthracycline derivative DRAQ7®Cytometry A. 2013 February ; 83(2): 227–234.

3 Joanna Skommer, Jin Akagi, .Multiparameter
Lab-on-a-Chip flow cytometry of the cell cycle. Biosensors & bioelectronics 11/2012;
42C:586-591

4 Jin Akagi, Kazuo Takeda, .Microflow
Cytometry in Studies of Programmed Tumour Cell Death.Procedia Engineering 02/2012; 47:88–91.

5 Susumu Yoshie, Jun Ito. Establishment of
novel detection system for embryonic stem cell-derived hepatocyte-like cells
based on nongenetic manipulation with indocyanine green.Tissue Engineering Part C Methods 09/2011; 18(1):12-20

6 Fumie Jimma, Yuu Fujimura and Kazuo Takeda ;Small-scale cell
analysis by the microfluidic flow cytometer, FISHMAN-R, using a disposable
chip.Cytometry Research. 03/2011; 21(1):31-36.

7 Kazuo Takeda, Yu Fujimura and Fumie Jimma;Development of a
new compact cytometer using a disposable microfluidic chip for
contamination-free and biosafety measurement.Cytometry Research. 03/2011; 21(1):43-50.

8 Masashi Takao and Kazuo Takeda; Enumeration, characterization, and
collection of intact circulating tumor cells by cross contamination-free flow
cytometry;Cytometry A. 79(2),93-4, 2011

9 Que Chi Truong-Bolduc, Gilles R. Bolduc. Implication of the NorB Efflux Pump
in the Adaptation of Staphylococcus aureus to Growth at Acid pH and in
Resistance to Moxifloxacin.ANTIMICROBIAL AGENTS
AND CHEMOTHERAPY, July 2011, p. 3214–3219

10 Ken Nishimura, Masayuki Sano, Manami Ohtaka. Development of Defective and
Persistent Sendai Virus Vector: a Unique Gene Delivery/Expression System Ideal
for Cell Reprogramming;J. Biol. Chem. 2011, 286:4760-4771.

11 Kazuo Takeda and Fumie Jimma; Maintenance free biosafety flow cytometer
using disposable microfluidic chip (FISHMAN-R);Cytometry B. 76B 405-406. 2009