设计和开发一个机器人辅助的细胞批量微注射系统,用于斑马鱼胚胎
Xiangyu Guo1, Antian Zhao1, Youchao Zhang1
1Robotic Micro-nano Manipulation Lab, College of Biosystems Engineering and Food Science, Zhejiang University, Hangzhou, China.
Microsystems & nanoengineering
|February 20, 2025
概括
这项研究引入了斑马鱼胚胎的自动化微注射系统,提高了效率和生存率. 这种具有强力反和深度学习的新型微注射器实现了精确,高吞吐量的细胞输送.
科学领域:
- 发展生物学 发展生物学
- 生物工程是生物工程.
- 斑马鱼研究研究 斑马鱼研究
背景情况:
- 斑马鱼胚胎的微注射对于生命科学和生物医学研究至关重要.
- 手动微注射是劳动密集型的,可以导致变化的成功率.
- 现有的自动化系统缺乏精度和实时反机制.
研究的目的:
- 开发一种新型的自动化系统,用于高精度,高效率的细胞微注入斑马鱼胚胎.
- 整合微力感知和深度学习,以提高准确性和成功率.
- 在斑马鱼研究中减少实验工作量和缩短学习时间.
主要方法:
- 设计和制造一款复杂的微流体芯片,用于连续处理和注入细胞.
- 微注射器与微力感知器的集成,用于实时穿孔检测.
- 应用深度学习模型来精确检测斑马鱼黄中心和注射针定位.
主要成果:
- 自动化系统实现了每单元约20秒的注射效率.
- 证明了100%的细胞穿孔成功率和84%的细胞存活率.
- 与手动方法相比,运营效率和细胞存活率显著提高.
结论:
- 开发的自动化微注射系统为斑马鱼胚胎操纵提供了精确,高效和可靠的解决方案.
- 微力感知和深度学习的整合代表了微注射技术的重大进步.
- 该系统有可能大幅减少实验工作量,加快发育生物学研究时间表.
