面向生命科學的原位顯微分析與微操作機器人
本項目研究團隊自主研發了面向生命科學的原位顯微分析與操作儀。研究團隊利用該儀器實現了機器人化的體細胞核移植,進而將該技術應用于豬克隆流程,成功獲得了克隆豬仔。這是國際上首次利用機器人技術獲得的克隆動物。 研究團隊面向生命科學發展的迫切需求,研制出具有可視化、微創化、定點化、定量化功能的,集檢測分析與操作于一體的原位顯微分析與操作儀,利用該儀器實現了機器人化的細胞核移植流程,并通 過分析微操作工具與細胞接觸過程中的細胞受力情況,實現了基于最小力的細胞撥動與細胞抽核,保證了細胞核移植操作過程中細胞受力最小。實驗結果表明,基于最小力的細胞撥動與細胞抽核方法,顯著減少了細胞撥動過程對細胞的傷害;后續細胞培養實驗表明,與人工操作相比,細胞后續發育率顯著提高,標志克隆成功的體外囊胚率從10%提高到 21%。2017 年 1 月初,研究團隊分四批完成了 510 例核移植操作,并將這 510 枚克隆胚胎移植到 6 頭母豬體內,兩頭母豬順利受孕;4 月底,兩頭受孕母豬產下成活克隆豬 17 頭。 上述研究第一次用后續細胞培養成功率作為評測依據,建立了操作過程細胞受力情況與后續細胞發育的聯系,得出了操作過程細胞受力越小,則傷害越小,最終細胞發育成功率越高的結論。該研究對其它機器人化生物操作有借鑒意義。在深度信息提取、顯微視野拓展、超聲振動細胞穿入等方面擁有多項專利。
南開大學
2021-02-01