「高效率單顆細胞擷取培養技術加速抗體藥物開發」榮獲第15屆國家新創獎
Microfluidic dual-well technique for high-efficiency single-cell capture and culture receives the 15th National Innovation Award

抗體藥物每年銷售額超過六百億美元,廣泛應用在檢測試劑和治療藥物。其中,單株抗體已成為治療多種疾病(包含癌症)的重要選擇。製備單株抗體過程中,篩選單顆細胞並進行大量培養是不可或缺的步驟,而傳統篩選方式繁複耗時,因此,本院生醫工程與奈米醫學研究所許佳賢副研究員實驗室研發「微流體雙微井單細胞培養晶片」技術,可高效率擷取單顆個別細胞,並進一步將其培養成單株細胞族群。此成果榮獲第15屆國家新創獎「學研新創獎」,亦是許佳賢副研究員研究團隊繼去年獲得第14屆國家新創獎後,再度獲得肯定。

「微流體雙微井單細胞培養晶片技術」是利用一種具有二個微孔結構的特殊微流道設計,可將單顆細胞高效率地個別抓取後,置入一個大培養空間中,藉以提供足夠空間供細胞貼附與長時間生長。傳統方式成功抓取單細胞的效率約10 – 20%,而此創新技術的效率可提升至接近80%。更重要的是,操作省時,並且可依實驗需求選擇不同尺寸的孔洞搭配,以篩選出不同的單顆細胞,達到高效率的單細胞篩選與培養。


圖1:微流體雙微井單細胞培養晶片技術操作流程

微流體雙微井單細胞培養晶片技術操作原理,是先在晶片的流道內注入細胞懸浮液,然後靜置數分鐘讓細胞透過重力沉降到流道底部。此時,流道底部的微孔洞因為大小正好比一個單細胞的直徑略大,因此可以捕捉到單一細胞。接下來,利用在流道中注入培養液將流道內沒有被微孔洞擷取的細胞沖洗出流道。最後,再將晶片翻轉以將微孔洞中的細胞利用重力傳送到較大的細胞培養微井中。

研究團隊秉持「提供聰明且簡單的方法,以符合使用者期待」為開發初衷,研發成果具備高產率、高存活率、高效率、友善使用者操作介面、低操作成本及低設備成本等多項優勢。相關研究成果已獲得美國與中華民國專利。

對於該技術獲國家新創獎肯定,許博士表示:「能將研究成果轉換為可在實務上被使用之技術或商品,是包括我們實驗室在內的許多研究單位共同努力的目標。感謝本院同仁的努力,讓我們得以往此目標再邁進一步,同時也感謝國家新創獎主辦單位給予我們肯定與鼓勵。我們會持續在具生醫應用潛力之創新研究努力,希望藉此為台灣的生技產業發展有所貢獻。」


圖2:微流體雙微井單細胞培養晶片

文/圖:生醫工程與奈米醫學研究所許佳賢副研究員

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