LabVIEW開發(fā)分離稀有細(xì)胞的自動(dòng)化系統(tǒng)LabVIEW開發(fā)分離稀有細(xì)胞的自動(dòng)化系統(tǒng)

DEPArray系統(tǒng)中，電場產(chǎn)生于硅芯片（圖2a）的表面，該表面直接與細(xì)胞懸浮于其中的微流體腔相連。微流體腔被芯片表面以及距離芯片表面幾十微米的透明覆蓋面所封閉?；钚孕酒谋砻鎸?shí)現(xiàn)了微單元的二維陣列，每一個(gè)微單元由平面電極和集成邏輯電路組成（圖2b）。當(dāng)被放到與電極相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中時(shí)，每一個(gè)電極可以通過編程產(chǎn)生一個(gè)勢阱或介電籠。在每一個(gè)介電籠中，粒子可以處于穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)單獨(dú)分析。因?yàn)槊恳粋€(gè)細(xì)胞都是被單獨(dú)分析，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)基于熒光的復(fù)雜分析，從而可以識(shí)別令靶細(xì)胞區(qū)別于其它成千上萬受污染細(xì)胞的*特性。靶細(xì)胞能夠獨(dú)立，但也是同時(shí)地被移動(dòng)到芯片的某個(gè)區(qū)域，微流體控制在那里將它們自動(dòng)回收。

DEPArray系統(tǒng)

我們的平臺(tái)DEPArray，是一個(gè)靈活且易于使用的*技術(shù)系統(tǒng)（圖4）。系統(tǒng)的核心是一個(gè)微芯片，它在一個(gè)微流體電路中集成了包含30萬個(gè)電極的陣列。

DEPArray系統(tǒng)使用NI公司的硬件和軟件來管理高精密機(jī)械、微流體、現(xiàn)成可商用的電子和自定義工具，以及視覺和圖像處理。系統(tǒng)允許用戶進(jìn)行的工作流程概括為以下的基本步驟：

• 通過微流體控制裝載樣本
• 在明視場和熒光下獲取圖像
• 分析圖像
• 通過圖形用戶界面識(shí)別并選擇靶細(xì)胞
• 自動(dòng)對(duì)識(shí)別的靶細(xì)胞進(jìn)行分類
• 通過微流體控制對(duì)靶細(xì)胞進(jìn)行回收

樣品裝載

樣品裝載是一個(gè)非常精細(xì)的過程。我們使用NI LabVIEW軟件控制泵裝置產(chǎn)生所需的壓力梯度，從而使樣品從入口槽流到微流體腔內(nèi)的芯片上。系統(tǒng)使用由NI視覺開發(fā)模塊的視覺庫開發(fā)的算法，實(shí)現(xiàn)裝載過程的自動(dòng)監(jiān)視與控制。

捕獲與分析

一旦樣品被裝載到芯片上，LabVIEW就會(huì)控制所有的I/O線，對(duì)電極陣列進(jìn)行配置，將細(xì)胞關(guān)在籠中，并使它們在流程的所有階段都保持懸浮，從而保證強(qiáng)而可靠的系統(tǒng)控制。

樣品分析是通過熒光以及明視場下的多重濾光器對(duì)芯片表面進(jìn)行光學(xué)掃描而實(shí)現(xiàn)的。LabVIEW控制置有芯片的處理系統(tǒng)并以微米級(jí)的精度進(jìn)行捕獲、圖像處理，并對(duì)獲取自顯微鏡的高精度數(shù)字圖像進(jìn)行視覺化處理。

選擇靶細(xì)胞

在這個(gè)步驟中，DEPArray系統(tǒng)為用戶提供了強(qiáng)大的人機(jī)界面（HMI），它由LabVIEW結(jié)合Microsoft .NET framework開發(fā)，對(duì)靶細(xì)胞進(jìn)行分類和選擇（圖3）?？梢允褂貌煌姆椒▽?duì)細(xì)胞進(jìn)行分析，從而驗(yàn)證它們的性質(zhì)。人機(jī)界面展示了分析測量結(jié)果的散點(diǎn)圖或直方圖，并提供了圖像上所有測量結(jié)果的列表顯示。對(duì)于被選中的每一個(gè)細(xì)胞，分析中捕獲的圖像也被顯示出來，從而允許用戶將計(jì)算機(jī)測量的結(jié)果與形態(tài)學(xué)評(píng)估結(jié)合起來。

自動(dòng)分類

在這個(gè)步驟中，根據(jù)細(xì)胞地圖和障礙物，LabVIEW動(dòng)態(tài)地配置芯片電極陣列，使其能夠單獨(dú)而同時(shí)地把每一個(gè)感興趣的細(xì)胞從初始位置移動(dòng)到回收點(diǎn)。數(shù)字化控制每一個(gè)感興趣細(xì)胞的移動(dòng)，使系統(tǒng)獲得高分類純度，以及的性能。

回收

在這個(gè)步驟中，LabVIEW與蠕動(dòng)泵裝置進(jìn)行交互，產(chǎn)生所需的壓力梯度，使回收介質(zhì)（比如微流體腔中的阱或者玻片）中包含所選細(xì)胞的緩沖物部分向下流動(dòng)。分類和回收過程可以重復(fù)進(jìn)行，以分別收集多個(gè)細(xì)胞或多組凈化的細(xì)胞，從而使用傳統(tǒng)的分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行基因分析。

結(jié)論

Silicon Biosystems公司開發(fā)的技術(shù)，充分利用了NI的軟硬件與 Sky Technology公司的技術(shù)，為一系列研究活動(dòng)提供了方法，這些研究旨在分離循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTCs）以研究腫瘤學(xué)中的個(gè)體化治療，以及識(shí)別母血中的胎兒細(xì)胞，從而實(shí)現(xiàn)*性產(chǎn)前診斷

    我們開業(yè)語言以LabVIEW為主，在硬件選型方面也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)我們也具備獨(dú)立的硬件開發(fā)及機(jī)械設(shè)計(jì)與加工能力，可以制作、加工非標(biāo)設(shè)備，滿足個(gè)性化的需求。"術(shù)業(yè)有專攻"，每個(gè)人都有自己zui擅長的領(lǐng)域。把這些工作交給我們，使您有精力做科研，這應(yīng)該是一個(gè)雙贏的局面。

服務(wù)領(lǐng)域涵蓋：

   LabVIEW 編程 開發(fā)

     LabVIEW作為圖形化編程語言，近幾年發(fā)展迅速，它具備開發(fā)快、可靠性高等特點(diǎn)，非常適合測控領(lǐng)域的應(yīng)用。在該領(lǐng)域我們已經(jīng)有十年的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，合作用戶涉及科研、國防、外企、大中小型各類企業(yè)。服務(wù)領(lǐng)域遍布自動(dòng)測控系統(tǒng)眾多領(lǐng)域，包括航空航天、汽車產(chǎn)品測試、工業(yè)自動(dòng)化、故障診斷、圖像處理等。

   非標(biāo)設(shè)備研制

    在系統(tǒng)開發(fā)過程中，購買不到的配件、電路板等產(chǎn)品，我們也可以進(jìn)行研制開發(fā)，為您提供一站式的服務(wù)。

   系統(tǒng)集成

為自動(dòng)化測試提供完整的解決方案。我們從設(shè)備選擇、采購、安裝、調(diào)試、控制、到配套產(chǎn)品的研制，涵蓋您科研生產(chǎn)的全過程。讓您全身心的投入到核心工作中來，減輕您的工作壓力，提升工作效率。

   產(chǎn)品合作開發(fā)

    如果您那有具有市場潛力的好產(chǎn)品、好創(chuàng)意，我們也愿意與您一起合作開發(fā)。在這方面我們也具備了一定的基礎(chǔ)，例如工業(yè)*/呼吸模擬器/人工肺，勞保測試產(chǎn)品"防塵測試儀"已經(jīng)成功推向了市場。成熟的技術(shù)+有潛力的市場，一直是我們追求的目標(biāo)。如果您有好的創(chuàng)意，或者現(xiàn)有的產(chǎn)品需要升級(jí)推廣，也歡迎與我們。

      王