传统的细胞分选通过Jet-in-Air方式高速分离细胞，但会对细胞产生一定的损害，对研究细胞原本的性能及特性造成很大的不便。 例如，在干细胞和神经细胞的研究中，分选后得到的细胞无法进行培养的案例时有发生。

日本On-chip生物技术有限公司针对以往传统流式分选的弊端，于2012年推出了一款对细胞无损伤，确保临床应用的无污染，可以无菌处理操作的流式细胞仪（On-Chip Sort）。 这款小型的仪器使用微流控芯片模块，利用空气压力控制，对模块内的样品流进行细胞分离，最多配置3激光6荧光。以低压对细胞进行分选，从而实现无损伤分离。对于易损伤的神经细胞，在使用此装置进行分选以后，仍然可以充分保持分化功能。另外，由于使用一次性交换型模块，各个样品间保证无污染，也无需清洗流路通道，即使长时间不使用的状态，只要拿一个新的筛选模块，就立即可以开始使用，简单方便。

其创新性和实用性On-chip Sort在2013年10月获得了东京都创新技术优胜奖。

使用一次性交换型微流控芯片模块分选

分选时对鞘液没有要求（可使用海水、培养液等）

对细胞进行无损伤分选

无污染分选（可放置在生物安全柜中）

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

操作简单，免校正光路和液流

易维护，无需清洗保养

从On-chip Flow(分析型)可直接升级为On-chip Sort(分选型）

包括，但不限于血液中的癌细胞CTC，神经细胞，细菌的存活数量，微生物，霉菌，精子，蛋白质，淋巴腺，系统单元（乳齿的齿髓)，再生细胞(iPS　ES细胞）。

1. 神经干细胞无损伤分选培养再验证对比

传统分选与on-chip分选的神经细胞，经过7天的培养对比观察，on-chip分选出的神经细胞的生理特性与未分选之前保持高度一致。

2. 牙髓干细胞无损伤分选

来源于退出齿的牙髓（DPSC），牙周韧带（PDLSC），牙囊（DFSC），和根尖乳头（APSC），比骨髓干细胞（BMSC）的四种间充质干细胞，相对于骨髓干细胞来说具有更强的增殖能力和多能干性，因此是一种被证明的更适于再生医学的干细胞，通过On-chip sort分选仪获取来源于硬组织的细胞，之后移植了从撤出齿与骨髓来源的人类间质干细胞的四种干细胞。所得到的细胞仍然保持干细胞的特性，验证了on-chip对干细胞无损伤分选的应用。

3. 无以伦比的循环肿瘤细胞 CTC精确分选

On-chip分选仪因其独特的性能，可被用于细胞治疗及细胞诊断， 能够精确检测和分离循环肿瘤细胞；用on-chip对各种癌症病人超低量血液中的CTC进行分离，分选后的细胞可用于培养跟踪及优化选择的药物和分析基因变异，区别于CellSearch，isoflux等分选方式，On-chip采用CD45^-阴性排除法，不依赖于EpCAM，综合CK标记 ，对 KATO-III,A549,PC-14类CTC识别及捕获，准确率分别高达93.8±5.5%，82.4±8.5%，96.0±8.5%，相对Cellsearch的74.7%，28.8%0.0%，on-chip的无损分选技术对CTC的分选精确度有了质飞跃性 。

4. 精子分选无损伤分选

用常规的流式细胞仪检测，在通过喷嘴时，精子的尾巴易缠绕，无法达到单细胞检测；而且温度的变化，精子易失活；分选时，精子头和尾方向不一致，有可能无法包裹在同一个液滴中，电荷分选受影响较大。On-chip无损伤分选技术，采用微流控低压分选，可精确无损伤分选活性精子。

精子经PI(只能染死细胞）和SYTO9（可以染活细胞和死细胞）染色后分选。分选活的精子（PI-SYTO9+）可在收集槽中观测。

5. 血细胞分选----形态保存完好比较

On-chip分选出的粒细胞相对传统分选方式，细胞形态保留完好，进一步证实On-chip的在血细胞临床领域的无损伤分选的可靠性。

6. 高盐浓度培养的牡蛎派琴虫分选

牡蛎派琴虫适合在高盐浓度下生存，改变环境，活性大受影响，利用On-chip无损分选技术及多种鞘液可选的特性，对比原始培养液及PBS做鞘液分选结果，培养后1h用PI染色做活性鉴定，结果显示原始培养液分选获得细胞无损伤，而PBS分选活性极大降低。验证了on-chip在海洋及水质监测领域的应用。

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

7. 酵母细胞的活/死细胞进行鉴定和分选

酵母细胞以不同的加热时间进行处理，经SYTO-9和PI染色后，在on-ship sort上检测与分选，On-chip Sort 能够清楚的识别活细胞和死细胞群；对经加热处理40min的细胞样品分选活和死的细胞群，并且在培养皿中进行培养。死细胞没有长出克隆，而活细胞长出了40个克隆。充分证实了On-chip Sort分选的准确性。

1  分选老鼠的胎儿脑部海马神经细胞

使用传统的流式细胞仪和On-chip Sort对分选前后的细胞进行培养，分选后使用PI染色发现细胞没有什明显差别，但3天后细胞的分化增值出现差异化。

图1 神经细胞的无损伤分选

传统的流式细胞仪分选的细胞在后续培养中没有形成轴突，Onchip Sort处理过的细胞和未做分选处理的细胞一样形成轴突 。

本研究是和东京工科大学的铃木郁郎先生共同研究的成果。

2   精子分选

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