世界首个微晶片上的单细胞全自动分析、回收设备实现商品化
~荣获第5届 “日本制造大奖”经济产业大臣奖~

2013年9月18日

本公司与AS ONE株式会社、名古屋大学黑田俊一教授、神户大学近藤昭彦教授及大阪府立大学藤井郁雄教授等的研究组进行产学协作,将世界首个微晶片上的单细胞全自动分析、回收设备商品化,在第5届“日本制造大奖”的产品、技术开发部门中,荣获经济产业大臣奖(注释1)

本设备有望帮助iPS细胞、干细胞的再生医学与创新的新药发现筛选等的早日实现,世界上最具权威的英国科学杂志《自然》的姐妹杂志《科学报告》也作为倍受关注的论文(注释2)对此进行了刊登。

单细胞全自动分析、回收设备的直接的世界市场规模预计在2015年将达到50亿日元,如果考虑到日本国内广泛的生命科学的基础研究和新药发现、临床应用所带来的间接的经济涟漪效应,预计市场规模将会更大。

本公司于2008年成功地将对活细胞分选损伤最少的细胞分选仪商品化,不仅开拓了生物设备事业,还发挥擅长的纳米生物技术,今后,我们还将积极地开展广泛的生命科学事业。

目前,正通过日本国内最大的理化器械销售公司AS ONE株式会社在日本国内销售该设备。

“日本制造大奖”经济产业大臣奖

开发的背景

细胞分选仪(注释3)常常被作为能够分析、回收单细胞的设备进行使用,但它也被指出既无法进行定时分析(注释4),也不能无损伤地回收几万分之一的稀少娇贵的活细胞的问题。另外,日本国内外均有有效地进行在微晶片上分析、回收单细胞的尝试,尤其是在微晶片和用于回收的毛细管(注释5)之间,需要几微米的定位精度,因此单细胞的回收精度成为了技术上的瓶颈。另外,在海外虽然有能在某种程度上回收细胞团块的商品,但是尚无高灵敏度且高效地正确处理单细胞的商品。

本公司运用独家图像处理技术和机电一体化技术,在世界上首次成功实现了即使是几微米大小的单细胞,也能达到90%左右的极高回收率。

如果使用本公司开发的单细胞全自动分析、回收设备,例如在iPS细胞与ES细胞等的建立过程中,从库中用1个细胞单位精确地挑选出拥有最好性状的细胞,通过准确的遗传基因信息分析,能够高效地在短时间内育种。

结果,可以预期它能为提高用于再生医学的iPS细胞、干细胞的可靠性和安全性评估做出巨大贡献。另外,通过用与以往的细胞团块相比超过几千倍的检出敏感度检出大量分泌优质生物药品(抗体等)的细胞,有望实现大幅度的效率提升。并且,通过使用本设备和肽库表面展示酵母(注释6),还拥有能够将药物发现筛选所需的筛选时间由若干年缩短至几周的一大优点。由于本设备可作为创新技术应用于广泛的药物发现筛选,有望提高据说是“万分之三”的药物发现的成功率。

另外,在临床领域,由于可以定时地进行对单细胞的药物敏感性分析评估和遗传基因分析,临床现场特别是对其有助于抗癌药物给药指引的期待也在不断提高。

产品特点

单细胞全自动分析、回收设备是世界首个根据细胞的大小,在由8万到33万以上的微孔(注释6)构成的微晶片上用高集成度、极高灵敏度测量单细胞的同时,能将目标单细胞无损伤地回收到培养皿中的设备。

除了透射光分析信息,该设备仅用6秒钟便能通过3种荧光色测量,分析8000个以上的细胞。另外,它还具备用于进行定时分析的试剂更换功能。

微晶片为廉价的一次性树脂成型类型,根据细胞的尺寸有直径为10微米和30微米两种。另外,可对结合了细胞的研究用途的微晶实施表面处理。

单细胞全自动分析、回收设备 ・ 照片的微晶片

补充

(注释1)第5届“日本制造大奖”经济产业大臣奖
登载在URL:(http://www.meti.go.jp/press/2013/09/20130913004/20130913004-3.pdf)上。

(注释2)An automated system for high-throughput single cell-based breeding
登载在URL:http://www.natureasia.com/ja-jp/srep/abstracts/42558 上。

(注释3)细胞分选仪
测量细小的流路中高速流动的每个细胞的特征,并能根据该信息回收目标细胞的设备。

(注释4)定时分析
指按照时间的推移,连续测量、分析细胞。

(注释5)毛细管
指用玻璃制作的十几微米左右的细管。

(注释6)肽库表面展示酵母
从多个氨基酸随机组合做成的肽库中,当某个肽附着在酵母细胞的表面并取得信号时,将作为候选药物。
发挥该“展示”功能的酵母细胞。

(注释7)微孔
指拥有微米级的小直径的高集成度的孔(凹坑)。

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