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DEPArray™ NxT 單細胞分離篩選系統

隨著 DEPArray™技術的發展,基因的異質性研究可達單顆細胞層級。可探索每顆細胞基因中隱藏的故事,例如整倍體的基因變異。DEPArray™技術可依細胞表型分選,以及運用不同參數組合與影像系統的雙重確認,可確保分選出純度 100% 的標的細胞,採用高純度細胞故可觀察出等位基因表現。

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技術原理

DEPArray NxT Recovery Workflow

DEPArray™獨特技術建立在晶片內形成介電場,使細胞在電場中懸浮,並排列整齊。

富集過後的細胞,經過螢光染色後可注入晶片。晶片置入 DEPArray™ NxT 機台後,細胞會自動進入主要晶片區,進行分選。

晶片中的電場活化後形成電籠包裹細胞懸浮,儀器有 6 個螢光通道可供選擇,搭配影像系統可用來分析細胞表現,篩選出目標細胞。高質量影像系統搭配電極控制電籠移動,精確地進行細胞分選和回收。

每一顆被選取的細胞會自動移動到「暫存區」,一旦完成,便可將細胞單顆 / 多顆單管回收到微管,進行後續分子層級的分析。

系統介紹

DEPArray NxT icon DEPArray
  • 桌上型系統平台,節省空間
  • 精確分離目標細胞,純度 100%,獲得後續二代測序準確信息
  • 多樣化樣品上樣,活細胞,固定細胞皆可
  • 自選標定用抗體種類
DEPArray NxT sorting
  • 全新晶片設計,可回收高達 96 管單顆細胞
  • 電籠包裹細胞移動,對細胞傷害性小,更適合活細胞分選
  • 已設定標準化分選程序,統一篩選條件,目前應用在 CTC、FFPE、法醫檢體方面
  • 可根據實驗設定,自定義篩選條件
DEPArray NxT icon monitor
  • 高質量成像,圖像式操作界面,高度自動化
  • 一部電腦可控制多台儀器,擴充方便

挑選與收集細胞

DEPArray NxT Select Recover Cells

DEPArray晶片

  1. 注入樣品,擷取細胞影像
  2. 移動目標細胞到暫存區
  3. 回收目標細胞

高質量成像

DEPArray NxT High definition
DEPArray NxT High resolution
  • 每個細胞都拍攝高質量影像
  • 同時掃描,同時分析影像,自動將不同螢光影像選圖
  • 每個細胞分析後給予獨立 ID,並記錄相關參數

人性化設計

  • 操作者、樣品、芯片、回收盤,皆可使用掃描條形碼方式輸入,節省時間
  • 自動化整理實驗報告,以 PDF 檔輸出
  • CTC、FFPE、法醫檢體方面,默認篩選模組,統一分選標準。
  • 觸控面板,圖像化設計,方便操作
DEPArray NxT Barcode Reader
DEPArray NxT Report 01

CTC 循環腫瘤細胞應用

DEPArray NxT 於 CTC 應用上的優勢

腫瘤是基因高度異質性的疾病,可能由基因突變引起,不論是遺傳或後天都有可能。大部分腫瘤都有特殊的分子改變,了解分子層級的變化有助於診斷和藥物開發。

  • 捕獲單顆腫瘤細胞,甚至是循環腫瘤細胞 (CTC)
  • 確認有上皮 – 間質轉化現象的相關亞型,或發掘新的亞群
  • 分辨腫瘤亞型特徵
  • 各種腫瘤細胞來源皆可分析:石蠟包埋組織,血液,細針活穿樣品等。

隨著 DEPArray技術的發展,基因的異質性研究可達單顆細胞層級。可探索每顆細胞基因中隱藏的故事,例如整倍體的基因變異。DEPArray技術可依細胞表型分選,以及運用不同參數組合與影像系統的雙重確認,可確保分選出純度 100% 的標的細胞,採用高純度細胞故可觀察出等位基因表現。

完整流程規劃

DEPArray NxT CTC Workflow

後續分析

在腫瘤研究上,從外周血液中經由富集和篩選可純化出循環腫瘤細胞 (CTC),透過全基因組放大,有足夠的 DNA 產物進行後續不同的分子層級分析。單顆細胞的研究有助於解開腫瘤細胞間的異質性。全面性了解腫瘤轉移的機制。

分離出的單顆細胞,可使用 Ampli1 WGA Kit 進行全基因組放大,再以 Ampli1 LowPass Kit 處理後,可以進行二代定序,結果可進行 CNV 分析,可以明顯分辨出腫瘤細胞基因突變位點。

DEPArray NxT app Oncology research CTC cammpo
DEPArray NxT app Oncology research WBC cammpo

CTC 循環腫瘤細胞實際應用

2014 Nature medicine

Tumorigenicity and genetic profiling of circulating tumor cells in small-cell lung cancer

研究者介紹

Prof. Caroline Dive 是英國曼徹斯特大學藥理學教授,也是曼徹斯特癌症研究中心的傑出研究員 (Manchester Cancer Research Centre),她與她的研究團隊致力於以非侵入性的方式,透過偵測血液中的循環腫瘤細胞 (Circulating tumor cells),歸納出可以實際應用於疾病診斷以及追踪治療效果的數據庫,達到轉譯醫學的目的。

實驗設計

DEPArray app cancer experiment design

論文摘要

小細胞肺癌 (SCLC) 在肺癌中佔 15~20%,早期就轉移,預後差,多數病人無法以手術方式去除腫瘤。Prof. Caroline Dive 將病人周邊血液中的循環腫瘤細胞 (CTC) 分離出來,成功在免疫不全的老鼠建立疾病模式 (CTC-derived explants,CDXs),與病人相似,可藉由動物模式測試藥物,選取最適合藥物進行治療,邁向個人化醫療。文中並比較 CTC 與 CDXs 在基因表現上高度相關,CTC 有益於監控病程,CDXs 有助於研究抗藥性的作用機制。

2016 Nature medicine

Molecular analysis of circulating tumor cells identifies distinct copy-number profiles in patients with chemosensitive and chemorefractory small-cell lung cancer

論文摘要

Prof. Caroline Dive 利用已經建立的實驗流程,以 DEPArray 分離出已知化療敏感或化療不敏感的病患 CTC,進行基因檢測,找出 16 個基因組可以預測化療反應。之後在病人與老鼠模式上都可以成功預測,辨識正確率達 83.3%。

FFPE 組織蠟塊應用

  • 組織蠟塊除了使用蘇木精 – 伊紅染色判別外,以 DEPArray NxT 分選,可直接準確分選腫瘤細胞 & 基質細胞進行二代測序。
  • 精準測得腫瘤序列,有效去除基質細胞干擾

傳統方式 VS DEPArray

DEPArray NxT app FFPE Workflow Different v2

完整流程規劃

DEPArray NxT app FFPE Workflow

分辨出腫瘤特異突變基因

DEPArray NxT app FFPE Data

Forensic 法醫鑑定應用

優化檢測程序操作簡易

  • 簡易由檢體取得細胞製成的細胞懸浮液。
  • 高度自動化且直觀操作模式快速完成實驗。

適合案件檢體

  • 僅需 300〜6,000 顆細胞即可上機分選。
  • 不同個體細胞比例小於 1:10 的混合生物檢體中,仍可分離出單一來源細胞。

無縫對接常規 STR 分型技術

  • 無須更改現有檢測方式,避免耗時的驗證程序。
  • 不論案件或數據庫都適用。

獲得單一來源 STR 分型圖譜

  • 以全程無污染高純度的單顆細胞或細胞群進行 STR 分型分析。

Forensic 法醫鑑定應用實例

不同類細胞混合檢體的應用實例

2018

Whose blood is it? Application of DEPArray technology for the identification of individual/s who contributed blood to a mixed stain
混合 DNA 圖譜的解釋和統計評估通常在法醫 DNA 研究中是常見的特殊挑戰。本研究中將使用 DEPArray技術分選出的細胞進行 STR 分析結果與早期以傳統方式進行分析的結果做對比。

同類細胞混合檢體的解決方案

2018 Poster

19th European Forensic DNA Working Group Meeting
BLOOD IN BLOOD: isolation and typing of single contributors after DEPArray separation
DEPArray NxT 使用數位化分選 100%純混合檢體若是混合兩個貢獻者以上的相同種類細胞,只能使用單細胞分析來解決。DEPArray NxT 使用數字化分選 100% 純粹的細胞,最多一次可以從一個樣品中回收 48 管單顆細胞。藉由獲得正確的單一 STR 圖譜,可以比對出貢獻者的基因圖譜。的細胞,最多一次可以從一個樣品中回收 48 管單顆細胞。借由獲得正確的單一 STR 圖譜,可以比對出貢獻者的基因圖譜。

2019 Rechtsmedizin

Deconvolution of blood-blood mixtures using DEPArray separated single cell STR profiling
應用謀殺案件真實樣本 (刀片上的血斑,保存時間約六週),回收 17 管單顆白細胞,其中 35% 得男性圖譜 (n=6);41% 得女性圖譜 (n=7);24% 無結果 (n=4)。男性圖譜平均完整度為 81%、女性圖譜平均完整度為 79%。整合數個部份圖譜,最終可推導出完整圖譜。

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CELLSEARCH® System
CTC 檢測系統

目前唯一通過美國 FDA 認證的 CTCs 檢測技術,具有精準性與可重複性;在乳癌、大腸直腸癌與前列腺癌已有臨床檢驗標準,可做為評估指標。利用免疫磁珠與免疫螢光捕捉與標定 CTCs,全程自動化,可降低人為影響。一次最多可以同時執行 8 個樣品,適合應用於定期監測病患狀況,評估藥物療效與復發跡象。於研究方面,也陸續開發不同類型細胞的試劑組,使研究人員能依據需求富集特殊細胞。

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單顆細胞全基因組擴增套組

單顆細胞中使全基因組擴增優化,單一引子進行 PCR,確保相間比例擴增 DNA 片段,平均且完整擴增 DNA 片段,擴增長度 0.2~2K bp 適用任何種類的細胞,單管操作,無需沉澱 DNA,滅少損失,過程快速,手動操作時間 1.5 小時,單顆細胞最多可獲得 4ug DNA 適用於後續的基因分析應用,包括全基因組定序。

Ampli1 LowPass Kit 450
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Ampli1™ LowPass Kit
染色體非整倍體和拷貝數變異 建庫套組

接續 Ampli1™ WGA Kit 產物使用 Ampli1™ LowPass Kit,可輕鬆完成測序前建庫,免除中間複雜的實驗流程,像是純化,去掉 adaptor,再接合等步驟。

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DEParray 在分離幹細胞Isolation of Stem Cells的應用

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DEParray技術出版品

以下參考文獻是有關於介電泳技術和移動細胞的原理