世联博研自动化高通量细胞流体剪切应力分析系统

该系统是一款将微流控、精密流体控制、活细胞成像与人工智能图像分析相结合的强大工具。用于在可控的生理或病理水平剪切应力条件下，定量研究活体细胞（特别是血管内皮细胞、血细胞、癌细胞）的粘附与滚动行为。它是一个用于细胞生物力学与功能分析的平台。将传统上难以量化的细胞动态粘附行为，转化为高通量、高内涵、可重复的量化数据，大地推动了免疫学、肿瘤学、血液学和药物研发领域的基础研究与转化应用。

系统是一个高度集成的平台，主要包括：

• 微流体生物芯片：核心耗材，内刻有微通道，可预先包被各种蛋白质（胶原蛋白、纤维连接蛋白、选择素等）或铺满活的内皮细胞，模拟血管内壁。

• 精密流体驱动与控制单元：通过精密泵和软件，产生高度稳定、可编程的层流，提供从0.05 dyne/cm?到超过 100 dyne/cm?的生理/病理范围剪切应力。

• 倒置荧光/相差显微镜：实时观察和记录通道内的细胞行为。

• 自动化与温控系统：整合自动化载台、注射泵、阀门和37℃温控装置，确保长时间活细胞实验的稳定性。

• 专用分析软件：对录制的视频进行自动化的细胞追踪、轨迹分析和数据量化，一键生成统计结果。

2. 工作原理

系统工作原理遵循体外模拟血管内血流环境的理念：

1. 构建“血管-on-a-chip”：在微流控芯片通道内建立生物相关的表面（蛋白涂层或活内皮细胞层）。

2. 施加生理剪切力：使用精密泵将含有待测细胞（如白细胞、肿瘤细胞）的悬浮液以预设的、与体内血流相对应的流速泵入通道。

3. 实时成像与记录：在显微镜下，观察并视频记录细胞在剪切力作用下与底面相互作用的动态过程（如瞬间接触、滚动、稳定粘附或脱落）。

4. 智能图像分析与量化：利用I软件自动识别、追踪每一个细胞，计算其速度、位移、粘附停留时间等数十个参数，将动态视频转化为客观的量化数据。

3. 核心参数

• 剪切应力范围：0.05 - 100+ dyne/cm?，覆盖静脉到小动脉的生理范围及病理高剪切力。

• 通道尺寸：多种规格（如宽度从150?m到>1000?m），适合不同实验规模。

• 通量：支持多通道并行实验，可实现96孔板规格的高通量筛选。

• 成像与分析：自动多点位成像，软件可分析细胞速度、位移、加速度、滚动频率、粘附强度等上百个参数。

• 细胞兼容性：可用于中性粒细胞、淋巴细胞、血小板、循环肿瘤细胞、干细胞等几乎所有悬浮细胞。

? 优势特点

1. 生理相关性高：在流体剪切应力这一关键物理力下研究细胞，结果比静态培养实验更贴近体内真实情况。

2. 数据客观、可量化：从“定性观察”飞跃到“定量分析”，提供具有统计学意义的数据。

3. 高通量与可重复性：自动化流程支持并行处理多个样本，大提高效率，并减少了人为操作误差。

4. 灵活与模块化：系统可根据研究需求配置不同的泵、芯片、显微镜和温控模块，应用范围广。

5. 完整解决方案：从细胞准备、实验执行到数据采集与分析，提供端到端的“一站式”工作流程。

? 典型应用场景

1. 免疫与炎症研究：研究白细胞（如中性粒细胞、T细胞）在炎症信号激活下，如何通过选择素和整合素与血管内皮粘附，并迁移到组织——这是自身免疫病、动脉粥样硬化等疾病的核心环节。

2. 癌症转移研究：研究循环肿瘤细胞如何在外周血流中存活，并粘附到远处血管壁，是癌症转移的关键步骤。可用于评估不同癌细胞的转移潜能或测试抗转移药物。

3. 血管生物学与血栓形成：研究血小板在受损血管壁上的粘附、活化和聚集，用于心血管疾病研究和新型抗血小板药物的筛选。

4. 干细胞与再生医学：研究干细胞在血流中的归巢行为，即如何识别并停留在靶组织血管处，对于干细胞治疗至关重要。

5. 药物发现与开发：作为功能性的高通量筛选平台，用于评估阻断病理性细胞粘附（如炎症、血栓、转移）的抗体、小分子药物的效力和机制。