紧凑的芯片实现100个细胞的高精度同时单细胞分析

日立宣布开发出一种紧凑的1毫米方形芯片，可以高效分析DNA中表达的少量各种遗传物质，特别是mRNA。该芯片能够精确地提取和分析各种类型的mRNA，其在任何时间仅以微量存在 - 在100个细胞的最大样品中每个细胞15个分子。通常，需要几百到几千个细胞分析来精确表征生物组织。一个演示实验证实，使用原型装置可以高精度地同时分析2000个细胞的遗传物质，在这些原型装置上平行排列这些芯片。结果表明，可以同时理解整个组织的特征，例如癌症，以及个体细胞的特征。

医学进展表明，构成癌症等生物组织的细胞具有个体和不同的特征。结果，认为有必要测量每个细胞中mRNA的量以理解疾病的机制。然而，对于常规方法，测量结果对细胞进行平均，从而防止在组织内的各个细胞之间区分差异。通过分析单个细胞来克服这一问题的单细胞分析技术是关注的焦点，但是在手动过程中对熟练技术人员的依赖性以及大型设备和大量的问题存在诸如精度和成本等问题。需要的试剂。

为了实现紧凑，精确并提供并行处理的单细胞分析装置，日立开始研究开发一种能够有效提取和分析单个细胞中mRNA的芯片。2016年3月，开发了一个1毫米见方的芯片(垂直流阵列芯片)，该芯片集成了100个微反应室，可从单个细胞中提取mRNA。将上述试剂从上方递送至分析装置上的芯片，允许从多个细胞中自动提取mRNA，并将所需的试剂量减少至先前所需的约二十分之一。这降低了分析成本，但与有效提取mRNA和足够精确度相关的问题，

为了解决这些问题，日立开发了一种技术，可以在微反应室中有效地填充更多的珠子，并通过增加表面积，将提取量提高约10倍。使用这些新芯片创建紧凑的设备原型(cf.figure)以进行DNA分析实验。实验证明了同时分析来自2,000个细胞的遗传物质的高并行处理能力，以及以高精度提取每个细胞中存在的微量mRNA的能力。日立还开发了原型设备 能够同时对10,000个细胞进行遗传分析，从而可以分析被认为对细胞特征同时准确理解组织特征有效的数千个细胞。

日立将应用开发的技术分析各种疾病的代表性细胞，如癌组织或早期癌症中的细胞，以证明该技术在阐明疾病机制和治疗方法发展方面的功效。