Product

全自動細胞単離・回収システム

CellRaft® Air™

複合領域・汎用

全自動細胞単離・回収システム

細胞のイメージング・ソーティング・単離を完全自動化

CellRaft® Air™は、細胞のイメージング・ソーティング・単離を自動的に行うことのできるベンチトップ型装置です。明視野および3チャネル蛍光イメージング機能を備えた顕微鏡を内蔵し、細胞培養・イメージングのための基質であるCytoSort® Arrayと、シングルセルの単離・回収のための独自のCellRaftテクノロジーを採用しています。細胞のイメージング・ソーティング・単離の操作を完全に自動化することで、作業時間を短縮し、スループットを劇的に向上させます。

RNAシーケンス、全ゲノムシーケンス、シングル核シーケンスなどのシングルセル・ゲノミクスや、CRISPR/Cas9によるゲノム編集のためのクローニング、がん免疫療法研究のためのT細胞のスクリーニング、人工多能性幹細胞(IPSC)の分化など、多くのアプリケーションにおける重要なサンプル調製ステップに貢献します。


特長

  • 細胞のイメージング、ソーティング、単離を一台で行う完全自動化システム
  • 3チャネル蛍光・明視野での詳細な細胞のイメージングと経時的トラッキングが可能
  • 専用ソフトウェアによる容易な細胞ソーティング:
    ユーザーが指定した細胞の回収も、
    蛍光・明視野イメージングによる自動ソーティングも可能
  • 細胞の生存率が向上、下流の解析を改善:
    CytoSort® Array上で複数の細胞が生育環境を共有すること、また、穏やかなソーティングと細胞単離方法により細胞の生存率が向上
  • シンプルなワークフロー
  • 細胞サイズに下限なし
  • 迅速な結果取得:
    • 40,000個のウェルを10分以内にイメージング
    • 目的の細胞を60分以内に単離

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ワークフロー・原理

 ワークフロー

  1. 細胞を標準的な細胞培養プレートと同様に専用のCytoSort® Array上にプレーティングし、AIRシステムのプラットフォームにロードします。
  2. AIRシステムの3チャンネル蛍光・明視野顕微鏡で細胞を画像化し、選別します。
  3. 選別された細胞を含むCellRaftを分離します。
  4. 分離したCellRaftを標準的な96ウェルPCRプレートまたは培養プレートに移し、細胞を下流の解析に用います。





 原理

使い捨てのマイクロウェルアレイ(CytoSort Array)上に播種した細胞を、CellRaft Air システム上で画像化します(3チャネル蛍光および明視野)。モーター付きの針がアレイのリシーラブルなエラストマー製の床を貫通させることで、目的のシングルセルを含むCellRaftをマイクロウェルから分離します。CytoSort ArrayのCellRaft素材には磁性ナノ粒子が含まれており、磁気ワンドを使ってCellRaftと付着した細胞を回収することができます。

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Air™ Software

  • ユーザーフレンドリーで直感的な操作性
  • イメージング・パラメータを最適化
  • イメージングでコロニーのクローン性を確認
  • 蛍光・明視野イメージングによる自動ソーティング
  • データをデータベースに集め、オフライン解析に利用可能

指定したCellRaftを拡大して収集対象を選択 蛍光・明視野画像をもとに細胞を選別

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専用の消耗品 CytoSort® Arrays

プレートへの細胞播種、細胞のイメージング、最適な細胞の選択、そしてこれらの細胞の単離を、専用の消耗品CytoSort Arrays 1つで行うことができます。CytoSort Arraysは、MatriGelやCelTakなどのコーティング剤や、ラミニンやフィブロネクチンなどの細胞外マトリックス成分にも対応しており、様々な目的の細胞に合わせて培養環境をカスタマイズすることも可能です。より効率的なワークフローとより良い下流の結果をもたらし、結果あたりのコストを削減します。

  • Single Reservoir
    最も汎用性の高いアレイで、あらゆる用途に適しています。

    サイズ:
    • 100×100μm マイクロウェル
      40,000 CellRafts/Array
    • 200×200μm マイクロウェル
      10,000 CellRafts/Array

  • Quad Reservoir
    4つの独立したリザーバーを持つアレイ。

    用途:
    • 並行して行う遺伝子編集、クローニングのためのクローン拡大、コロニーの選択
    • 多変量処理とさまざまな培地への適用

    サイズ:
    • 100×100μm マイクロウェル
      6,400 CellRafts/リザーバー、アレイ全体で25,600個のCellRafts
    • 200×200μm マイクロウェル
      1,600 CellRafts/リザーバー、アレイ全体で6,400個のCellRafts

  • HexaQuad Reservoir
    24個の独立したリザーバーを持つアレイ。

    用途:
    • ハイスループットCRISPRスクリーニング、クローンの増殖、コロニー選択
    • オンアレイでの機能的なアッセイおよび投与の研究

    サイズ:
    • 100×100μm マイクロウェル
      6,400 CellRafts/リザーバー、アレイ全体で153,600個のCellRafts
    • 200 x 200μm マイクロウェル
      1,600 CellRafts/リザーバー、アレイ全体で38,400個のCellRafts

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アプリケーション

  • アプリケーション
    • ゲノム編集 (CRISPR 等)
    • クローニングと増殖
    • 幹細胞
    • T細胞スクリーニング
    • オルガノイド
    • ゲノミクス
      (シングルセルRNAシーケンシング、コピー数多型、シングル核シーケンシング、全ゲノム増幅等)
    • タンパク質・抗体産生細胞のスクリーニング
  • 適した細胞
    • 幹細胞 (iPSC含む)
    • 脆弱な細胞
    • 初代細胞
    • 希少細胞
    • 接着性および非接着性の細胞
    • 共同培養
    • 少量のサンプル (ヒトバイオプシー(生検)、細い針で吸引した細胞)


  CRISPR
細胞クローニングとソーティングのプロセスは、CRISPR/Casのワークフローにおいて大きなボトルネックとなっています。 CellRaft AIRシステムのイメージング機能は、CRISPRによる編集と目的の表現型の発現をシングルセル・レベルで視覚的に結びつけるためのDay0スキャンを提供することで、このボトルネックを軽減します。 ユーザーは、目的のクローンを特定し、シングルセルからクローンのコロニー増殖が始まったことを確認することができます。細胞にCas酵素とガイドRNAを導入した後、すぐにCytoSort Array上にプレーティングするため、トリプシン、スクレイピング、高圧流体、限界希釈の必要がありません。


数十種類の細胞株に対して、3~4日のハンズオンタイム


FACSと比較して、細胞の生存率が数倍向上

 推奨のCytoSort Array
・200μm CytoSort Array
・200μm CytoSort Quad Array
・200μm CytoSort HexaQuad Array

 アプリケーション資料
 RaftNote「CellRaft™ AIR™システムを用いたCRISPRワークフローのための自動クローニング」


  幹細胞
CellRaft Airシステムは、iPSCやhESCを優しく分離し、貴重なセルラインを生成するための理想的なアプローチを提供します。
幹細胞は扱いが難しいことで有名です。 幹細胞は単独でいることを好まず、あらゆる擾乱に対して素早く反応します。 CellRaft AIRシステムでは、CytoSortアレイ上にプレーティングされた細胞が培養液を共有することができます。これによってキナーゼや成長因子を共有し、お互いにシグナルを送り続けることができ、細胞の生存率が向上します。アレイはAIRイメージングプラットフォームに配置・保管し、外乱を抑えることができます。


アレイのスクリーニングを行い、Day0から未分化なシングルセルのターゲットを同定します。CytoSort Arrayの中で、個々の細胞は希望するコロニーサイズまで成長・拡大することができます。 コロニーの成長は、AIRシステムのイメージング機能を用いて視覚的に追跡されるため、ユーザーは簡単に追跡してクローン性を確認することができます。

 推奨のCytoSort Array
・100 μm CytoSort Array
・100 μm CytoSort Quad Array


  オルガノイド
オルガノイドは、創薬や毒物学の研究から個別化医療の研究まで、さまざまな業界で利用されている新しく強力な技術です。 これらの3D構造は、研究者が病気を視覚化して研究する方法を発展させています。CellRaft AIRシステムは、細胞が同じ培地を共有したり補強したりすることで、スターター細胞を生き生きとした状態に保ち、生存率を高め、成長を継続させることができます。


前駆幹細胞は、標準的な培養ディッシュにプレーティングするのと同様にCytoSort Arrayにプレーティングします。 その後、標準的な細胞培養液を、オルガノイドの成長に必要な3次元培養ゲルに置き換えます。 細胞は0日目に可視化され、4日目には通常の3D構造になります。 オルガノイドは、CytoSort Array上で最大16日間培養することができます。 目的の大きさに達したオルガノイドは、そのままの状態でCytoSortアレイから静かに解放し、さらなる成長と下流の解析のために最終的な収集プレートに移します。幹細胞とニッチ細胞の共培養など、異なる種類の細胞がオルガノイドの発育に与える影響を追跡することも可能です。

 推奨のCytoSort Array
・200 μm CytoSort Array


  ゲノミクス
どんなに優れたソーターでも、濃縮された細胞集団の中には、死細胞や間違った細胞、ダブレット、破片、その他のアーティファクトが含まれていることがあります。 CellRaft AIRシステムのイメージング機能は、細胞の品質と表現型を確認するだけでなく、最良の細胞のみを選択するためにDay0スキャンを提供します。詳細な画像から細胞内の特徴を確認し、目的の細胞を真に識別して、より洗練されたシングルセルの単離を行うことができます。

対象の細胞を含むCellRaftは、穏やかなメカニズムによってPCRや培養プレートに回収されるので、細胞は乱されることがなく、下流の解析に影響を与えることはありません。 また、細胞は速やかにlysisバッファーに移されるため、感度の高い細胞株の遺伝物質の分解を防ぐことができます。

CytoSort QuadおよびHexaQuad Arrayでは、さまざまな培地、化合物の投与、増殖条件を1つの消耗品で試験することができます。



 推奨のCytoSort Array
・100μm CytoSort Array
・100μm CytoSort Quad Array
・200μm CytoSort Array
・200μm CytoSort Quad Array

 アプリケーション資料
 RaftNote「CellRaft™テクノロジーを用いたSingle Nucleus Sequencing(SNS)用の凍結保存神経組織サンプルの調製方法について」

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仕様

 装置仕様
顕微鏡 明視野、3チャネル蛍光、電動ステージ、オートフォーカス、倍率:8倍 (トータル)(10X対物レンズ、0.7X AI tube)
カメラ 視野 1.2 x 1.4 mm、14-bit、6メガピクセル
電源 100 ~ 240 VAC, 50/60Hz、570W
認証 ISO 61010, FCC emissions
動作環境 +15℃ ~ +30℃、湿度 20 ~ 80% (非結露)、海抜0m~約2286m
保管温度 -20℃ ~ +50℃
寸法 H 51 x D 51 x W 69 cm
重量 57kg
推奨PC ・ Windows 10 または Windows 7 (SP1)
・ Intel I7, Intel I9, AMD FX または AMD Ryzen seriesマイクロプロセッサー (4 Core minimum)
・ 8GB以上ダイナミックRAM
・ 256GB以上のソリッドステートハードドライブ
・ 2xUSB 3.1データポート
・ USB 3.1 Gen 2データポート追加推奨(ポータブルデータアプリケーション用)
・ 1920×1080ディスプレイ以上


 励起・蛍光仕様
チャネル 代表的な色素 励起 蛍光
Green FITC, Alexa488 460-490 nm 497-548 nm
Red Texas-Red 559-591 nm 602-805 nm
Blue Hoechst, SYTO 41 378-401 nm 412-453 nm

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References

【 CRISPR 】
Automated microraft platform to identify and collect non-adherent cells successfully gene-edited with CRISPR-Cas9
Attayek PJ, Waugh JP, Hunsucker SA, Grayeski PJ, Sims CE, Armistead PM, Allbritton NL
Biosens Bioelectron. 2017 May 15;91:175-182. doi: 10.1016/j.bios.2016.12.019

【 CellRaft Features 】
Assay and Isolation of Single Proliferating CD4+ Lymphocytes Using an Automated Microraft Array Platform
LaBelle CA, Zhang RJ, Armistead PM, Allbritton NL
IEEE Trans Biomed Eng. 2020 Aug;67(8):2166-2175. doi: 10.1109/TBME.2019.2956081

Automated platform for cell selection and separation based on four-dimensional motility and matrix degradation
Nowotarski HL , Attayek PJ , Allbritton NL
Analyst. 2020 Apr 7;145(7):2731-2742. doi: 10.1039/c9an02224d

Microraft array-based platform for sorting of viable microcolonies based on cell-lethal immunoassay of intracellular proteins in microcolony biopsies
Smiddy NM, DiSalvo M, Allbritton-King JD, Allbritton NL
Analyst. 2020 Apr 7;145(7):2649-2660. doi: 10.1039/d0an00030b

Identification and isolation of antigen-specific cytotoxic T lymphocytes with an automated microraft sorting system.
Attayek PJ, Hunsucker SA, Sims CE, Allbritton NL, Armistead PM.
Integr Biol (Camb). 2016 Dec 5;8(12):1208-1220. DOI:10.1039/c6ib00168h

Array of Biodegradable Microrafts for Isolation and Implantation of Living, Adherent Cells
Wang Y, Phillips CN, Herrera GS, Sims CE, Yeh JJ, Allbritton NL
RSC Adv. 2013 Jun 28;3(24):9264-9272

Dissolution-guided wetting for microarray and microfluidic devices.
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Micromolded arrays for separation of adherent cells.
Wang Y, Phillips C, Xu W, Pai JH, Dhopeshwarkar R, Sims CE, Allbritton NL
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【 Genomics 】
Single-cell whole-genome sequencing reveals the functional landscape of somatic mutations in B lymphocytes across the human lifespan
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Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 Apr 16. pii: 201902510. doi: 10.1073/pnas.1902510116

Neurons with Complex Karyotypes Are Rare in Aged Human Neocortex
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Differences between germline and somatic mutation rates in humans and mice
Milholland B, Dong X, Zhang L, Hao X, Suh Y, Vijg J
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Accurate identification of single-nucleotide variants in whole-genome-amplified single cells
Dong X, Zhang L, Milholland B, Lee M, Maslov AY, Wang T, Vijg J.
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Selective single cell isolation for genomics using microraft arrays.
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Single-Cell CNV Detection in Human Neuronal Nuclei
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【 Organoids 】
A high-throughput platform for stem cell niche co-cultures and downstream gene expression analysis.
Gracz AD, Williamson IA, Roche KC, Johnston MJ, Wang F, Wang Y, Attayek PJ, Balowski J, Liu XF, Laurenza RJ, Gaynor LT, Sims CE, Galanko JA, Li L, Allbritton NL, Magness ST
Nat Cell Biol. 2015 Mar;17(3):340-9. doi: 10.1038/ncb3104. Epub 2015 Feb 9

【 Stem Cells 】
Automated sensing and splitting of stem cell colonies on microraft arrays
DiSalvo M, Smiddy NM, Allbritton NL
APL Bioeng. 2019 Aug 29;3(3):036106. doi: 10.1063/1.5113719

Transferable neuronal mini-cultures to accelerate screening in primary and induced pluripotent stem cell-derived neurons.
Niedringhaus M, Dumitru R, Mabb AM, Wang Y, Philpot BD, Allbritton NL, Taylor AM
Sci Rep. 2015 Feb 10;5:8353. doi: 10.1038/srep08353

A high-throughput platform for stem cell niche co-cultures and downstream gene expression analysis.
Gracz AD, Williamson IA, Roche KC, Johnston MJ, Wang F, Wang Y, Attayek PJ, Balowski J, Liu XF, Laurenza RJ, Gaynor LT, Sims CE, Galanko JA, Li L, Allbritton NL, Magness ST
Nat Cell Biol. 2015 Mar;17(3):340-9. doi: 10.1038/ncb3104. Epub 2015 Feb 9

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