傳統(tǒng)的細胞分選通過Jet-in-Air方式高速分離細胞，但會對細胞產生一定的損害，對研究細胞原本的性能及特性造成很大的不便。 例如，在干細胞和神經(jīng)細胞的研究中，分選后得到的細胞無法進行培養(yǎng)的案例時有發(fā)生。

日本On-chip生物技術有限公司針對以往傳統(tǒng)流式分選的弊端，于2012年推出了一款對細胞無損傷，確保臨床應用的無污染，可以無菌處理操作的流式細胞儀（On-Chip Sort）。 這款小型的儀器使用微流控芯片模塊，利用空氣壓力控制，對模塊內的樣品流進行細胞分離，最多配置3激光6熒光。以低壓對細胞進行分選，從而實現(xiàn)無損傷分離。對于易損傷的神經(jīng)細胞，在使用此裝置進行分選以后，仍然可以充分保持分化功能。另外，由于使用一次性交換型模塊，各個樣品間保證無污染，也無需清洗流路通道，即使長時間不使用的狀態(tài)，只要拿一個新的篩選模塊，就立即可以開始使用，簡單方便。

其創(chuàng)新性和實用性On-chip Sort在2013年10月獲得了東京都創(chuàng)新技術優(yōu)勝獎。

使用一次性交換型微流控芯片模塊分選

分選時對鞘液沒有要求（可使用海水、培養(yǎng)液等）

對細胞進行無損傷分選

無污染分選（可放置在生物安全柜中）

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

操作簡單，免校正光路和液流

易維護，無需清洗保養(yǎng)

從On-chip Flow(分析型)可直接升級為On-chip Sort(分選型）

包括，但不限于血液中的癌細胞CTC，神經(jīng)細胞，細菌的存活數(shù)量，微生物，霉菌，精子，蛋白質，淋巴腺，系統(tǒng)單元（乳齒的齒髓)，再生細胞(iPS　ES細胞）。

※獲得諾貝爾醫(yī)學獎的京都大學iPS研究院等多數(shù)客戶在使用

1. 神經(jīng)干細胞無損傷分選培養(yǎng)再驗證對比

傳統(tǒng)分選與on-chip分選的神經(jīng)細胞，經(jīng)過7天的培養(yǎng)對比觀察，on-chip分選出的神經(jīng)細胞的生理特性與未分選之前保持高度一致。

2. 牙髓干細胞無損傷分選

來源于退出齒的牙髓（DPSC），牙周韌帶（PDLSC），牙囊（DFSC），和根尖乳頭（APSC），比骨髓干細胞（BMSC）的四種間充質干細胞，相對于骨髓干細胞來說具有更強的增殖能力和多能干性，因此是一種被證明的更適于再生醫(yī)學的干細胞，通過On-chip sort分選儀獲取來源于硬組織的細胞，之后移植了從撤出齒與骨髓來源的人類間質干細胞的四種干細胞。所得到的細胞仍然保持干細胞的特性，驗證了on-chip對干細胞無損傷分選的應用。

3. 無以倫比的循環(huán)腫瘤細胞 CTC精確分選

On-chip分選儀因其的性能，可被用于細胞治療及細胞診斷， 能夠精確檢測和分離循環(huán)腫瘤細胞；用on-chip對各種癌癥病人超低量血液中的CTC進行分離，分選后的細胞可用于培養(yǎng)跟蹤及優(yōu)化選擇的藥物和分析基因變異，區(qū)別于CellSearch，isoflux等分選方式，On-chip采用CD45^-陰性排除法，不依賴于EpCAM，綜合CK標記 ，對 KATO-III,A549,PC-14類CTC識別及捕獲，準確率分別高達93.8±5.5%，82.4±8.5%，96.0±8.5%，相對Cellsearch的74.7%，28.8%0.0%，on-chip的無損分選技術對CTC的分選精確度有了質飛躍性 。

4. 精子分選無損傷分選

用常規(guī)的流式細胞儀檢測，在通過噴嘴時，精子的尾巴易纏繞，無法達到單細胞檢測；而且溫度的變化，精子易失活；分選時，精子頭和尾方向不一致，有可能無法包裹在同一個液滴中，電荷分選受影響較大。On-chip無損傷分選技術，采用微流控低壓分選，可精確無損傷分選活性精子。

精子經(jīng)PI(只能染死細胞）和SYTO9（可以染活細胞和死細胞）染色后分選。分選活的精子（PI-SYTO9+）可在收集槽中觀測。

5. 血細胞分選----形態(tài)保存完好比較

On-chip分選出的粒細胞相對傳統(tǒng)分選方式，細胞形態(tài)保留完好，進一步證實On-chip的在血細胞臨床領域的無損傷分選的可靠性。

6. 高鹽濃度培養(yǎng)的牡蠣派琴蟲分選

牡蠣派琴蟲適合在高鹽濃度下生存，改變環(huán)境，活性大受影響，利用On-chip無損分選技術及多種鞘液可選的特性，對比原始培養(yǎng)液及PBS做鞘液分選結果，培養(yǎng)后1h用PI染色做活性鑒定，結果顯示原始培養(yǎng)液分選獲得細胞無損傷，而PBS分選活性極大降低。驗證了on-chip在海洋及水質監(jiān)測領域的應用。

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

7. 酵母細胞的活/死細胞進行鑒定和分選

酵母細胞以不同的加熱時間進行處理，經(jīng)SYTO-9和PI染色后，在on-ship sort上檢測與分選，On-chip Sort 能夠清楚的識別活細胞和死細胞群；對經(jīng)加熱處理40min的細胞樣品分選活和死的細胞群，并且在培養(yǎng)皿中進行培養(yǎng)。死細胞沒有長出克隆，而活細胞長出了40個克隆。充分證實了On-chip Sort分選的準確性。

1  分選老鼠的胎兒腦部海馬神經(jīng)細胞

使用傳統(tǒng)的流式細胞儀和On-chip Sort對分選前后的細胞進行培養(yǎng)，分選后使用PI染色發(fā)現(xiàn)細胞沒有什明顯差別，但3天后細胞的分化增值出現(xiàn)差異化。

圖1 神經(jīng)細胞的無損傷分選

傳統(tǒng)的流式細胞儀分選的細胞在后續(xù)培養(yǎng)中沒有形成軸突，Onchip Sort處理過的細胞和未做分選處理的細胞一樣形成軸突 。

本研究是和東京工科大學的鈴木郁郎先生共同研究的成果。

2   精子分選

2 Jin Akagi, Magdalena Kordon, Real-time cell
viability assays using a new anthracycline derivative DRAQ7®Cytometry A. 2013 February ; 83(2): 227–234.

3 Joanna Skommer, Jin Akagi, .Multiparameter
Lab-on-a-Chip flow cytometry of the cell cycle. Biosensors & bioelectronics 11/2012;
42C:586-591

4 Jin Akagi, Kazuo Takeda, .Microflow
Cytometry in Studies of Programmed Tumour Cell Death.Procedia Engineering 02/2012; 47:88–91.

5 Susumu Yoshie, Jun Ito. Establishment of
novel detection system for embryonic stem cell-derived hepatocyte-like cells
based on nongenetic manipulation with indocyanine green.Tissue Engineering Part C Methods 09/2011; 18(1):12-20

6 Fumie Jimma, Yuu Fujimura and Kazuo Takeda ;Small-scale cell
analysis by the microfluidic flow cytometer, FISHMAN-R, using a disposable
chip.Cytometry Research. 03/2011; 21(1):31-36.

7 Kazuo Takeda, Yu Fujimura and Fumie Jimma;Development of a
new compact cytometer using a disposable microfluidic chip for
contamination-free and biosafety measurement.Cytometry Research. 03/2011; 21(1):43-50.

8 Masashi Takao and Kazuo Takeda; Enumeration, characterization, and
collection of intact circulating tumor cells by cross contamination-free flow
cytometry;Cytometry A. 79(2),93-4, 2011

9 Que Chi Truong-Bolduc, Gilles R. Bolduc. Implication of the NorB Efflux Pump
in the Adaptation of Staphylococcus aureus to Growth at Acid pH and in
Resistance to Moxifloxacin.ANTIMICROBIAL AGENTS
AND CHEMOTHERAPY, July 2011, p. 3214–3219

10 Ken Nishimura, Masayuki Sano, Manami Ohtaka. Development of Defective and
Persistent Sendai Virus Vector: a Unique Gene Delivery/Expression System Ideal
for Cell Reprogramming;J. Biol. Chem. 2011, 286:4760-4771.

11 Kazuo Takeda and Fumie Jimma; Maintenance free biosafety flow cytometer
using disposable microfluidic chip (FISHMAN-R);Cytometry B. 76B 405-406. 2009