• 細胞のイメージング・識別・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
  高精細なイメージング機能は、一般的な科学用顕微鏡カメラのx20 と同等の倍率*
  *カメラの解像度による
• 専用ソフトウェアによる容易な細胞識別：
  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：
  細胞の限界希釈が不要であり、CytoSort^® Array上で複数の細胞が生育環境を共有すること、
  また、穏やかな細胞識別とトリプシン処理が不要な細胞単離方法により、細胞の生存率が向上
• 消耗品のコストを削減
  細胞の播種・イメージング・選択・単離を専用の消耗品 CytoSort Array 1つで行うことができ、
  プラスチックウェアや試薬のコストを削減
• 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：
  
  • 最短6 分でアレイ全体を撮影
  • 目的の細胞・コロニーを40 分以内に単離

 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、識別します。
3. 目的の細胞を含む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。

• ユーザーフレンドリーで直感的な操作性
• 最短6 分でアレイ全体を撮影
• 細胞選択のためのゲーティング機能
• 下流の分析のためにCellRaftコレクションプレートをマッピング
• ボタンを押すだけでハンズフリーで単離を開始
• オフライン解析も可能

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識別

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 Array 1つで行うことができます。CytoSort Array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。

• CytoSort Single Array
  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
  
  
• CytoSort Quad Array
  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
  
  
• CytoSort HexaQuad™ Array
  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

アプリケーション シングルセルクローニング ゲノム編集 (CRISPR 等) 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 等

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)

シングルセルクローニング

細胞株開発において最も重要なことは、シングルセルからの 増殖を確実に行うことです。シングルセルクローニングの ための伝統的なアプローチである限界希釈法では、シングル セル密度でのプレーティングの効率が低く、プロセス中に 細胞生存率が低下することが多いため、かなりの時間と 消耗品資源を必要とします。 CellRaft AIR では、専用の消耗品であるCytoSort Array 1つで数千個の細胞を簡便にモニターすることができ、シン グルセルを効率よく確認することができます。 播種した細胞が培地を共有しているため、成長因子やその 他の細胞分泌物を交換することができ、細胞の生存率や 増殖を向上させることができます。また、トリプシンなどの 分離試薬を必要とせず、小さいコロニーの段階での単離と 組み合わせた時に、細胞の生存率と表現型を維持することが できます。 CytoSort Array に播種したCHO 細胞をCellRaft A IR ソフトウェアで分離する前に、 クローンの増殖を経時的に画像化して追跡したもの（X10）。 Cell Microsystems 社 RaftNote “Cell Line Development using the CellRaft® AIR™ System”より引用

CRISPR

CellRaft AIR では、CRISPR による編集と目的の表現型の発現を、Day0 のシングルセルレベルで視覚的に結びつけることができ、コロニーの初期成長段階から目的の細胞をモニター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、流体力学、限界希釈は必要 ありません。また、播種した数千もの細胞が培養液をシェアするため、FACSベースのワークフローと比較して、細胞の生存率を2～3倍に向上させることができます。 CytoSort Quad Array およびHexaQuad Arrayを利用することで、遺伝子編集後のセルラインを同時に4種類または24 種類並行して培養することができ、ワークフロー中の試薬消費量を50-100分の１に削減することが可能です。 CRISPR によりGFP とRFP を同時にノックアウトした細胞の例。 シングルセルから4日間かけてコロニーが形成されている。CellRaft Air ではCRISPR による表現型の変化（GFP およびRFP シグナルの消失）を容易にスクリーニングすることができる。  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

幹細胞は扱いが難しいことで知られています。 幹細胞は単独で存在することを好まず、あらゆるかく乱に対して素早く反応します。CellRaft AIR システムは、iPSC やhESCを穏やかに分離し、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。 イメージング機能により、Day0 からシングルセルターゲットを識別することができ、コロニーの成長をモニターして、容易にクローン性を確認することができます。CytoSort Array上に播種された細胞が培養液を共有すること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で、細胞の生存率が向上し*、より速い成長速度を実現します。数十種類の消耗品や限界希釈、トリプシン処理を必要としません。 *96ウェル培養プレートを用いたFACS と比較した場合 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 ・100 μm CytoSort HexaQuad™ 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 ・100 μm CytoSort HexaQuad™ 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」

CellRaft^® AIR システムによる自動セルクローニングシステム ～細胞のイメージング・識別・分離とCHO細胞への応用例～


[Webinarオンデマンド配信 ] ライブ実施日時：2021/10/28

シングルセルクローニングは単一クローンに由来した細胞株を樹立する手法であり、遺伝子導入した細胞株や抗体産生細胞の樹立などに必須の手法です。代表的なシングルセルクローニング法である限界希釈法やFACSは、大量のプレートや培地などの消耗品が必要になったり、大型かつ高価な機器の購入が必要だったり、あるいは単離後の細胞へのダメージが大きいといった問題点がありました。

Cell Microsystems社で開発されたCellRaft^® AIRシステムは、極小のウェルが無数に並んだアレイを用いることで迅速かつ高い細胞生存率(80-90%)でシングルセル化が行えます。シングルセル化後にアレイ上で細胞を培養可能であり、成長率・クローナリティ・蛍光シグナル強度(3 channel)などから細胞を識別し、任意の細胞コロニーを培養プレートやPCRチューブに素早く単離することが可能です。さらに、数万に及ぶシングルセルの増殖過程は時系列の画像データとして全てアーカイブ化されるので、時を遡って細胞の状態を確認することも可能です。この一連の作業の大部分を自動化することにより、CellRaft^® AIRシステムは極めて効率的なシングルセルのワークフローをお客様に提供します。

本セミナーではCellRaft^® AIRシステムの特長と、CHO細胞を使用したモデルケースについてご紹介します。

※上記画像をクリックいただくと、Vimeoサイトが開きます。お名前等をご入力の上視聴ください。

 装置仕様

カメラ	2752×2192 (6MP)、 4.54×4.54μm pixels、深度 8 -bit
倍率	視野 1.2 x 1.4 mm、0.57μm/pixel* *一般的な科学用顕微鏡カメラのx20と同等の倍率
データストレージ	PC：0.25TB、外付けUSBドライブ：0.5TB (ネットワーク対応 (ethernet、wi-fi))
電源	125/250VAC、10A、60/50Hz
認証	ISO 61010、FCC emissions、CE Mark
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以上) ・ 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

※より長いスキャン時間や、繊細な細胞を扱う場合のためにStage Top Incubatorを追加可能です。
ご要望の場合はご相談ください。


 装置付属品：アクセサリキット

アダプタープレート×2種 (各1)    ・PCR Tube Strip Adapter Plate    ・CytoSort Array Adapter Plate    ワンド×2種 (各2)   ・96フラットボトムプレート用   ・PCRチューブ用

 励起・蛍光仕様

チャネル	代表的な色素	励起	蛍光
Green	FITC、GFP	461-489 nm	498-548 nm
Red	mCherry、Texas Red	559-591 nm	603-805 nm
Blue	DAPI、Hoechst	379-401 nm	412-453 nm

【 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.
Wang Y, Sims CE, Allbritton NL
Lab Chip. 2012 Sep 7;12(17):3036-9. doi: 10.1039/c2lc40330g. Epub 2012 Jul 20

Micromolded arrays for separation of adherent cells.
Wang Y, Phillips C, Xu W, Pai JH, Dhopeshwarkar R, Sims CE, Allbritton NL
Lab Chip. 2010 Nov 7;10(21):2917-24. doi: 10.1039/c0lc00186d. Epub 2010 Sep 13

【 Genomics 】
Single-cell whole-genome sequencing reveals the functional landscape of somatic mutations in B lymphocytes across the human lifespan
Zhang L, Dong X, Lee M, Maslov AY, Wang T, Vijg J
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
Chronister WD, Burbulis IE, Wierman MB, Wolpert MJ, Haakenson MF, Smith ACB, Kleinman JE, Hyde TM, Weinberger DR, Bekiranov S, McConnell MJ
Cell Rep. 2019 Jan 22;26(4):825-835.e7. doi: 10.1016/j.celrep.2018.12.107

Differences between germline and somatic mutation rates in humans and mice
Milholland B, Dong X, Zhang L, Hao X, Suh Y, Vijg J
Nat Commun. 2017 May 9;8:15183. doi: 10.1038/ncomms15183

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.
Nat Methods. 2017 Mar 20. doi: 10.1038/nmeth.4227

Selective single cell isolation for genomics using microraft arrays.
Welch JD, Williams LA, DiSalvo M, Brandt AT, Marayati R, Sims CE, Allbritton NL, Prins JF, Yeh JJ, Jones CD.
Nucleic Acids Res. 2016 Sep 30;44(17):8292-301. doi: 10.1093/nar/gkw700. Epub 2016 Aug 16.

Single-Cell CNV Detection in Human Neuronal Nuclei
Wierman M.B., Burbulis I.E., Chronister W.D., Bekiranov S., McConnell M.J.
In: Frade J., Gage F. (eds) Genomic Mosaicism in Neurons and Other Cell Types.
Neuromethods, vol 131. Humana Press, New York, NY (2017). doi.org/10.1007/978-1-4939-7280-7_6

【 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