NYGC研究人员创建用于单细胞分析的低成本开源3D打印设备

2018-07-25 10:06:51来源：3D虎

3D打印的许多优点使得各行业在发展中取得创新性进展。尽管研究人员和制造商对操纵3D领域进行生物打印、创建实验室和医疗设备等等更感兴趣，但医学领域正在取得一些最不可否认的重大影响。随着研究人员不断深入研究，他们在提高全球患者的生活质量方面取得更大成功，其中包括使用微流控装置。

现在，纽约基因组中心（NYGC）和纽约大学（NYU）的研究人员开发出了一种更经济、广泛的单细胞分析方法，并创建了3D打印的微流控制器。这种便携式设备相当于纸巾盒的大小，已经被RA研究和治疗的领导者特殊外科医院（HSS）用于研究类风湿性关节炎（RA）患者。

“大多数商业微流控制器都非常昂贵。因此，并非每个实验室都能获得令人兴奋的单细胞分析技术。我们设计了该仪器以执行液滴微流体学，特别是用于单细胞RNA测序的大规模并行技术Drop-seq，“该研究的主要作者、负责该仪器开发的NYGC技术创新实验室高级研究工程师William Stephenson博士说道。

NYGC研究人员创建用于单细胞分析的低成本开源3D打印设备

该研究以及关于新器械的解释在最近发表的题为“Single-cell RNA-seq of rheumatoid arthritis synovial tissue using low-cost microfluidic instrumentation.”的论文中得到概述。研究人员能够测序总共20，387个单细胞，从而产生13个不同转录组的簇。

“这个数据集使我们有机会确定可以驱动RA进展的单个细胞亚群，即使它们以前没有被鉴定过。”NYGC的核心教员、纽约大学生物学助理教授、该研究的资深作者Rahul Satija博士说。

该设备不仅易于使用，而且是开放源代码的，可以使用液滴微流体进行各种不同的实验。

“该仪器由固定在3D打印框架上的电子元件和气动元件组成。整个系统通过在触摸屏上使用图形用户界面的软件进行操作控制。该仪器只需要一个标准的墙上电源插座，占地面积非常小；小到足以安装在台式或生物防护罩上，“研究人员在他们的论文中指出。

“构建仪器的材料总成本约为575美元。与分别基于研究级别的注射泵的微流体装置和商业微流体平台相比，这代表了成本降低约20倍和200倍。“

在研究期间，科学家们特别着迷于这13组中基因表达模式的差异。

“手术切除后大约一小时，来自患者组织的单个细胞被标记为单细胞测序。从这项工作中，我们已将未被识别的成纤维细胞亚型归类为可能被证实为RA患者的重要药物靶标，”HSS精密医学实验室助理教授、威尔康乃尔医学院的副主任和主要作者Laura Donlin说。

通过流式细胞仪，研究小组能够确认这些新组的存在，同时意识到它们在RA患者中表现出与关节组织“不同的局部化模式”。

NYGC研究人员创建用于单细胞分析的低成本开源3D打印设备

研究人员继续致力于为滑膜组织制作全细胞图谱，他们还计划：

收集其他患有类风湿性关节炎的患者的数据；

探索显示银屑病关节炎和骨关节炎等疾病的样本；

使用专门技术（CITE-seq）评估表面蛋白来分类细胞类型；