每種細胞類型都有不同的功能和譜系，影響細胞對彼此及其環境的反應。但我們要如何深入研究這些獨特的細胞類型呢？

單細胞分析 是了解細胞的特性以及與其他細胞的行為的常用方法。在我們進行單細胞分析之前，有必要從整個組織或細胞樣本中分離出獨特的細胞。這個過程通常是單細胞研究中最大的挑戰。 
單細胞分離可以透過多種方式完成 單細胞分離技術。在本文中，我們將解釋用於單細胞分離的七種常見且受歡迎的技術。

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1. 顯微操作器

企業優勢：完整的活組織

局限性：要求技術水平高，整體性低

 單細胞分離可以使用顯微操作器進行。手動顯微操作簡單可靠，需要使用顯微鏡和微量移液器手動拾取所需的細胞。它通常用於分離胚胎細胞或活培養細胞。雖然該技術簡單且快速，但由於需要專業技能，因此一次只能處理少量細胞，並且不能用於複雜細胞。為了提高顯微操作的效率，開發了機器人顯微操作器。機器人微操作使用基於電腦視覺的機器人系統來選擇特定細胞。迄今為止，已經推出了許多機器人顯微操作器。這包括與影像分析結合的自動微量移液器，以篩選表達所需蛋白質的細胞。 

2. 螢光活化細胞分選

優點：多參數、高通量、與工作流程高度相容

局限性：材料量大，細胞解離，技術等級要求高

螢光活化細胞分選 (FACS) 是一種廣泛使用的單細胞分離技術。標靶細胞以螢光標記物標記，螢光標記物是螢光團綴合的單株抗體，可以辨識目標細胞上的特定標記物。當細胞懸浮液流經細胞儀時，細胞暴露在雷射下，螢光偵測器可以偵測細胞上的螢光標記。儘管FACS在許多應用中常用，但也存在一些缺點，例如起始細胞數量較大（超過10,000個細胞）、使用解離細胞以及由於快速流動而損害分選細胞的活力在機器中。 

3. 微流控s

優點：高通量、高特異性和靈敏度、低樣品消耗、時間和成本效益

局限性：分離的細胞，需要高技能水平

與FACS或MACS等其他單細胞分選方法相比，微流控廣泛應用於臨床診斷。微流體提供精確的流體控制、低樣品消耗、設備小型化和低分析成本。已經開發了各種微流控晶片設計用於分離單細胞。由於微流控不需要標記，因此使用微流控的單細胞分離是基於細胞的固有物理特性，例如細胞大小、形狀、密度、可變形性、電極化性/阻抗和其他流體動力學特性。

4. 免疫淘選 

優點：高特異性

局限性：價格昂貴且吞吐量低

免疫染色 (PAN) 是一種基於細胞類型特異性抗原的細胞分選技術。該過程涉及將解離的細胞與抗體包被的板一起孵育以捕獲細胞上的特定抗原。標靶細胞與抗體結合，未結合的細胞被洗掉。這種方法非常昂貴，因為特定的細胞類型需要特定的抗體，並且選擇有效的抗體可能非常耗時。 

5. 磁力活化細胞分選 

企業優勢：特異性高，性價比高

局限性：低通量、解離細胞、非特異性細胞捕獲

磁激活細胞分選 (MACS) 是基於結合磁珠與目標細胞上的特定蛋白質結合。當細胞懸浮液置於磁場中時，磁珠會吸引目標細胞，而未被吸引的細胞將被洗掉。剩餘的細胞隨後將被洗脫出來。 MACS 有兩種分離模式—正分離或負分離。陽性分離技術使用包覆的磁珠來吸引所需的細胞。標記的細胞是感興趣的細胞，而未標記的細胞被丟棄。 

另一方面，在陰性分離技術中，如果無法獲得物種特異性物質，則可以使用抗體混合物來包覆未處理的細胞。未標記的細胞將被捕獲，而標記的細胞將被丟棄。 MACS 中分離細胞的最終純度取決於抗體的特異性和親和力。 MACS 的主要缺點之一是由於背景細胞被磁珠吸附而導致非特異性細胞捕獲。與FACS相比，MACS在免疫磁技術方面受到限制，因為它只能將細胞分為陽性和陰性群體

6. 雷射顯微切割

優點：完整的固定和活組織以及單細胞控制 

局限性：低通量，需要高技能水平，被鄰近細胞污染

雷射顯微切割 (LCM) 是一種從組織樣本中分離細胞的技術。它適用於實體組織分析。它包括在顯微鏡下識別組織並標記所需的部分，然後使用雷射光束切割選定的區域以分離細胞。 LCM不需要標記，但該技術耗時且昂貴，並且需要高技能的人員。細胞有時會受損，並且很可能被鄰近細胞污染。 

7. 限制稀釋

優點：簡單、經濟、可重複

局限性：缺乏控制，需要下游流程來證明單細胞的存在

有限稀釋是利用細胞懸浮液的稀釋來分離單一細胞的方法。將細胞懸浮液稀釋至單一微孔中只有一個細胞的程度。此技術常用於生產單株細胞培養、透過雜交瘤生產抗體、基於單細胞的測定。 

利用新技術克服最初的單細胞分離挑戰

副總裁 Marian Rehak 博士表示 Sphere Fluidics 的研發儘管有多種單細胞分離技術，但單細胞的初始分離和培養是主要挑戰之一。由於細胞不能獨立生存，因此很難自由培養。它們受到環境和細胞間相互作用的影響，而這在人工環境中是不存在的。這將引起不自然的反應，並可能引起意外的細胞壓力、細胞行為、細胞活力和細胞概況的變化。 

資源 是一家生物技術新創公司，開發了 創新的單細胞分離與培養 平台。 CellGem是一種簡單、智慧的單細胞分離和培養裝置。它是一個採用微流控技術的高通量平台，可提供高單細胞效率和高細胞活力，且樣品消耗量低。 

CellGem平台由捕獲單細胞的微孔和相應的用於單細胞長期培養的培養孔陣列組成。這可用於穩定細胞系開發和細胞異質性研究。

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