一种用于微液滴中单细胞无标记分析的液滴筛选（LSDS）方法

基于液滴的单细胞分析是一种非常强大的工具，可用于以单细胞分辨率研究表型和基因组异质性，从而解决各种生物问题。在传统的两相液滴微流控技术中，由于油相和水相之间的光学特性不匹配，光散射主要发生在油/水界面上，这使得基于光散射的细胞分析无法在微液滴中进行。因此，微液滴中细胞的检测和分析主要依赖于细胞样本的荧光标记，而荧光标记可能存在操作复杂、细胞毒性和荧光稳定性低等问题。

据麦姆斯咨询报道，为解决上述问题，来自安徽师范大学和新加坡科技与设计大学（Singapore University of Technology and Design）的研究人员提出了一种新颖的基于光散射的液滴筛选（LSDS）方法，通过调整多角度光流控芯片中液滴的光学特性，可以有效地检测和表征封装在液滴中的单细胞。相关研究成果以“Label-free single-cell analysis in microdroplets using a light-scattering-based optofluidic chip”为题发表在Biosensors and Bioelectronics期刊上。

用于微滴中单细胞分析的光流控芯片概览

理论和模拟计算表明，液滴两相材料中的折射率（RI）匹配可以减少或消除液滴的散射信号（背景信号），从而区分液滴中单细胞和颗粒的散射信号。此外，通过使用一组集成在光流控芯片中的多角度（从-145°到140°）光纤，研究人员测量了RI在1.334到1.429之间的液滴的散射光特性。研究结果发现，液滴内部微颗粒的RI和尺寸越小，两相材料之间所需的RI差Δn就越小。特别是，当Δn小于0.02时，液滴中的单细胞可以仅靠光散射进行检测和分析。这种能力可以准确检测含有一个单细胞和一个凝胶珠的液滴，这是单细胞测序的典型液滴封装。

微通道中具有不同RI的液滴散射光强度分布的仿真结果



无标记单细胞液滴筛选在单细胞测序中的应用

总之，这项工作为微滴中的高通量无标记单细胞分析提供了一个功能强大的平台，可用于各种单细胞相关的生物检测。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.bios.2024.116148



审核编辑：刘清