研究人员开发了一种价格合理、用户友好的纳升级单细胞反应方法

将单细胞反应规模缩小到纳升水平对于最大限度地降低污染风险、提高反应效率和降低成本至关重要。中国科学院青岛生物能源与生物工艺技术研究所单细胞中心的研究人员开发了一种离心驱动系统，用于在单细胞分析中精确操作纳升液体，适用于传统生物实验室

该系统被称为离心驱动的纳米液体移液系统（CNPS），为微流体技术提供了一种低成本、易于使用的替代方案，并显著提高了单细胞基因组测序的覆盖率和一致性

研究结果发表在《传感器和执行器B:Chemical》上

目前从单细胞构建用于全基因组多重置换扩增的纳升反应器的方法主要依赖于基于微阀的微流体设备、微孔和基于液滴的微流体

李说：“这些方法在微流控芯片的制造和操作方面面临挑战，设备成本高，需要专业技能。”

此外，获取纳升体积样本进行后续分析的问题，即所谓的“芯片世界”接口困境，继续阻碍着这些平台

为了解决这些问题，研究人员引入了一种突破性的解决方案——一种低成本的、自己动手的CNPS，使用标准的熔融二氧化硅毛细管和96/384 PCR板。单细胞中心这项研究的共同通讯作者马Bo教授说：“该系统利用毛细管作用进行自发采样，并利用离心力将测量的液体从毛细管转移到井板。”

使用酿酒酵母、大肠杆菌和表皮葡萄球菌作为模具，CNPS实现了映射读数的平均覆盖率分别为95.23%、95.15%和80.94%，与液滴微流体平台相当

与现有的纳升体积液体处理平台相比，该系统具有显著优势。首先，它消除了对微流体技术的依赖，允许在任何生物实验室进行组装，而无需特殊培训。第二，封闭的PCR管或板最大限度地减少了微量液体的蒸发并减少了污染。最后，从CNPS（纳升）到传统手持移液管（微升或毫升）的无缝过渡连接了微观和宏观世界

在下一阶段，研究人员将使用先进的工具，如拉曼激活的单细胞分选和测序以及单细胞微滴分选系统，在96孔PCR板中自动分离单细胞。然后，他们将使用CNPS系统有效地批量添加裂解和DNA扩增试剂。这一过程将使单细胞基因组能够在纳米尺度上进行具有成本效益的平行扩增

“CNPS作为一个强大的单细胞分析平台具有很好的潜力，包括单细胞分离、培养和全面的单细胞组学分析等任务，”单细胞中心负责人徐健教授说