2024年分析测试科学奖一等奖:基于序控液滴技术的微流控分析和筛选
时间:2024-11-20      来源:中国分析测试协会

完成单位:浙江大学,浙江大学杭州国际科创中心

完成人:方群、潘建章、王慧峰、王宇、石韶雯、蒋易蓉、王建伟、陈建波、董芝、吴杰

成果简介:研究团队在国际上首创能自动完成对超微量(pL-nL)液体多步复杂操控的“序控液滴(SODA)”技术;发展了一系列原创的微流控液滴生成/操控和超微量样品预处理/分析/筛选方法;研制了6代SODA仪器和自动化分析筛选系统,成功应用于单细胞/单分子分析、超微量高通量筛选、微尺度细胞实验、微量样品分析和现场自动化分析等领域。在单细胞蛋白质组/多组学分析和高通量分析筛选方面取得突破性进展,在单细胞蛋白质组和转录组-蛋白组分析的鉴定深度上,以及在大规模高通量筛选的试样/试剂消耗水平上,取得国际领先优势。围绕SODA技术,已在Nat. Commun. (2)、TrAC-Trend Anal. Chem.、Anal. Chem. (16)等期刊发表40余篇论文,授权发明专利11项,形成了完整的技术方法学、装置仪器和应用拓展体系,相关成果对解决微流控分析系统通用化、实用化和普及化中的难点问题具有关键作用,为生命科学领域的超微量、高通量分析筛选提供重要的平台。

创新点及科学价值:

核心方法创新:在国际上首创“序控液滴(SODA)”微流体操纵新技术,获中国发明专利和美国专利授权。构建了完整的SODA液滴操纵方法学体系,自动完成pL-nL级液滴的生成、分裂、迁移、寻址、定位、融合、分选等操作。与其它微流控技术相比,具有突出的可控性、灵活性和通用性,在超微量大规模分析/筛选和复杂多步微量样品预处理/分析方面,独具优势。基于SODA技术,发展了一系列原创的微流控液滴操控和超微量样品预处理/分析/筛选方法,包括nL级单细胞蛋白质组与多组学样品预处理、单细胞分选、大规模高通量液滴筛选、fL-pL液滴操纵、微量细胞实验、集成化色谱探针等方法。

仪器研制:研制四代6套微流控液滴分析筛选仪器,在进行大规模高通量筛选中的试样/试剂消耗水平上,较目前商品化仪器和文献报道系统,具有领先优势;研制了三代自动化单细胞分选、捕获与预处理系统,并用于构建世界首套全流程操作自动化的单细胞蛋白质组分析平台。

成果应用:广泛开展SODA系统和仪器在单细胞/单分子分析、高通量筛选、微尺度细胞实验、微量样品分析、现场自动化分析等领域的拓展应用,在单细胞蛋白质组和多组学分析方面取得突破性进展。

社会经济效益:SODA核心专利以许可使用方式授权给产业化公司进行生产。1台自动化、高通量微流控液滴筛选仪器被提供给上海国家蛋白质科学中心用于蛋白质结晶筛选。研制单细胞分选、捕获与预处理系统,1台被提供给浙江大学杭州国际科创中心用于构建全自动单细胞蛋白质组分析平台;1台被提供给人体蛋白质组导航国际大科学计划(π-HuB)广州“慧眼”大科学设施,开展合作研究;还被用于与多家单位的合作研究,包括:浙江大学医学院、附属第二医院、邵逸夫医院、妇产科医院,浙江省肿瘤医院,中科院深圳先进技术研究院等,已开展临床肿瘤诊断、生殖科学和神经科学领域单细胞样品测试超过1000样。

应用前景:围绕SODA技术,已形成了完整的技术方法学、仪器和应用体系,在国际微流控研究中已形成一个源自中国的微流控技术研究新领域。相关成果对解决微流控分析系统通用化、实用化和普及化中的难点问题具有关键作用,将为化学、生物、医学、药学等生命科学领域的超微量、高通量分析筛选提供重要的平台,在生物医学研究、高通量筛选、新药研发、临床诊断、现场分析等领域获得广泛的应用。

 


你知道你的Internet Explorer是过时了吗?

为了得到我们网站最好的体验效果,我们建议您升级到最新版本的Internet Explorer或选择另一个web浏览器.一个列表最流行的web浏览器在下面可以找到.