利用细胞手术机器人系统实现小单细胞的自动化细胞器活检

摘要： 单细胞手术（如对单个细胞亚细胞组分或/和细胞器进行操作或移除）在精准医学疾病及其病因研究中应用日益广泛。本文提出一种机器人手术系统，可实现对直径小于20微米单细胞的自动化细胞器活检。通过微流控芯片装置对细胞进行图案化处理，降低了细胞器空间定位的复杂度?？⒘嘶７窍咝钥刂破?，能高精度地从单细胞中提取线粒体、细胞核等细胞器。同时研发了图像处理算法，可自动识别目标细胞器位置。实验验证了该机器人手术系统的有效性——成功从人急性早幼粒细胞白血病细胞和人成纤维细胞中自动化提取线粒体和细胞核，并通过后续生物学测试证实了所取活检线粒体的功能活性，以及线粒体移除后细胞的存活状态。结果表明：针对小型单细胞实施自动化细胞器活检的方法具有可行性。