流體動力式轉運晶片及其用於單細胞捕獲之方法

技術摘要

微型裝置可精準操作單細胞捕捉、單細胞配對及長期培養等用途，並具備有高通量、低成本及低試劑消耗優勢。本團隊研發之「多重單細胞捕捉技術與裝置」是一種微流體動力是轉運晶片，包含一單細胞捕捉單元陣列，藉由其捕捉處捕捉獨立單細胞、清洗多餘細胞，及介質回沖等步驟取得獨立單細胞。本技術並可用於捕捉多於一種獨立單細胞，技術成果已獲得中華民國、加拿大、美國、日本、德國、英國、荷蘭、瑞典及瑞士等多國專利。

技術內容

研究細胞間異質性及細胞-細胞間訊息傳遞，在幹細胞研究及腫瘤治療上是非常重要的環節。如何在群體細胞中找出特殊表現之細胞個體(如幹細胞)並分析其對周圍細胞之影響，是一項不可或缺的挑戰。單細胞捕捉技術是一種能夠將群體細胞分離並進行單細胞檢測的方法。傳統的單細胞捕捉技術是以手動方式，利用序列稀釋法將細胞液稀釋後分注至多孔盤中(如96孔盤)，其單細胞捕捉機率最高為37%。近年來有使用微井裝置以縮小和改良孔洞結構以及增加微井密度(單位面積中所含有的數量)來增加單細胞的數量，但微井裝置用於多重細胞捕捉其效率會以指數遞減，而大幅降低可獲得的單細胞數量。單細胞捕捉亦可以微流體和縮小流道結構來達到高通量之單細胞捕捉效果，但結構尺寸的縮小會造成細胞被捕捉在很小的空間之中，限制了捕捉後的活細胞實驗和細胞增生的功能。

本發明可使用在所有傳統單細胞捕捉技術可應用之範圍，但可具有較高通量，較低實驗成本，和較佳之性能(本技術可捕捉多重單細胞，並提供培養空間因此可以進行許多傳統與現有單細胞捕捉技術無法達成之實驗，例如多種類型之單細胞共培養)。裝置中擷取到的細胞（或者在裝置中培養後的細胞）亦可以被取出，進行後續細胞分析或其他用途。

流體動力式轉運晶片之設計與多重單細胞捕捉流程

團隊簡介或技術聯絡人

本技術由國家衛生研究院生醫工程與奈米醫學研究所許佳賢研究員開發。許研究員主持之生醫微流體實驗室長期致力於細胞微流體晶片技術研發，研究成果除了學術論文發表，亦獲得國內外多項專利以及技術移轉。許研究員曾獲106年度科技部優秀年輕學者研究計畫專題補助，106年度國家衛生研究院年輕學者學術成就獎，第十四-十九屆國家新創獎，2020年台北生技獎、以及112年度國家衛生研究院傑出研究獎。