张锋等四位权威专家评定！2018 十大发明！

随着大数据、全基因组测序等越来越“大”的手段被利用到研究中，我们在看待研究上好像也站在越来越“大”的视角上。

这次让我们把视角缩小到一个细胞上，看看下面这些帮助研究者“撬开”细胞，研究更细微的核酸与蛋白质的“神兵利器”们，它们是由 The Scientists  Magazine 评选出的 2018 年度十大发明！

这次年度 Top 10 评选的主办方是国外知名生物医学网站 The Scientist Magazine，他们特地邀请了四位来头不小的业界大佬作为评委，我们先来看看他们都是谁吧！

张锋

MIT 最年轻华人终身教授

新晋美国科学院院士

Board 研究所核心成员

CRISPR 技术专利所有人

Angela Koehler

Board 研究所

生物化学项目研究员

美国国家癌症研究所

化学遗传组组长

Krystyn Van Vliet

MIT 材料工程学院副教务长

生物工程学教授

MIT 创新计划

工业制造创新主任

新加坡-MIT 生物系统技术与微观技术研究联盟组长

H. Steven Wiley

美国太平洋西北国家实验室高级研究员

曾以以开发各种定量生物化学与光学分析作为验证细胞过程计算模型的基础而闻名

了解了四位评委之后，接下来我们就按照倒序来看看他们评选出的 2018 年度十大发明吧！

TOP10

BD AbSeq Assay

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今年7月上市的 BD 公司生产的 BD 生命科学AbSeq Assay，可以用于BD Rhapsody单细胞分析系统，该系统将抗体与寡核苷酸配对，以估计高通量测序运行中细胞中蛋白质的丰度。这种抗体寡核苷酸偶联物以单瓶基质管的形式出售，易于在2微升的标准样品测试中进行缩放，从而提供与流式细胞仪数据类似的蛋白质表达结果。

mRNA 与蛋白质的结合使得AbSeq Assay 变得十分强力，可以克服旧有的 mRNA 测序工具捕获低效等问题，使结果更准确

BD 公司该产品的营销副总裁表示，在该技术的辅助下，研究人员可以开始认清癌症病人的肿瘤和他们的免疫系统是如何相互作用的，继而研究治疗手段。

这种技术在抗体标记和检测技术上有用且创新性的扩展，而此产品是这种相对较新的技术最早的商业化之一。

TOP9

Tycho NT.6

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NanoTemper Technologies 的开发人员为了使得研究者们更容易地控制实验室中蛋白质样品的质量，研究了这一仪器。

Tycho 运行一次只需要 10 微升样品与 3 分钟，仪器在加热样品时以30 度每分钟的速度测量荧光蛋白质的色氨酸和酪氨酸残基，而拿结果与参考值进行对比，差异表明，该蛋白可能不再按其应有的方式折叠，这将影响其活性，或样品已被污染或降解。

热变性是一个可以快速评价蛋白质质量和蛋白质-核酸结合的重要手段，生化学家应该可以很好地利用这种装置。

TOP8

MAD7

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CRISPR 技术非常重要，同时也非常昂贵，对于许多初创公司和研究结构而言价格是难以接受的，因此，科罗拉多州创业公司Inscripta的研究人员发现了一种名为MADzymes的新核苷酸后，决定将其免费提供。

Inscripta的 CEO Kevin Ness 说道：“这项技术太重要了，所以将免费提供这种酶——是真的免费！”

他们也的确也这样做了，该公司已将其获得专利的dna切割酶MAD7的全部序列在网上提供给所有研究和开发用途，无论是商业用途还是非商业用途，无论是国内用途还是国际用途，当然如果研究者想要将其用作商业化产品的话，需要交一点钱。

研发团队表示，MAD7 与 CAS9 识别的是不同的区域，但是经过测试后，他们确信 MAD7 和 CAS9 一样好用。

研发并免费公开 CAS9 的替代品，Inscripta 此举意在打破成本与知识产权方面的壁垒，使基因编辑技术得到更广泛的应用。

TOP7

Dharmacon Edit-R

Fluorescent Cas9 Nuclease mRNA

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在使用CRISPR-Cas9基因编辑工具的过程中，研究人员通常会将编码该工具各种成分的DNA插入他们想要编辑的细胞中。但是一旦这些外来DNA被整合到宿主细胞中，就很难再去除，研究人员也一直很担心这些残留问题。

Horizen Discovery 公司的最新产品——Dharmacon Edit-R Fluorescent Cas9 Nuclease mRNA，通过为 CAS9 提供 RNA 转录本而不是 DNA 来解决这一难题。

该项目产品经理表示，这些 RNA 会很快降解，虽然基因编辑是永久的，但是这些残余将不复存在。

这个价格合理的工具使FACS可以富集编辑过的细胞群。我的实验室也将会使用该产品。

TOP6

AcouWash

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2010 年，瑞典 Lund 大学的研究者提出了利用声音迁移细胞的概念并将其商业化，推出了 AcouSort，今年，他们推出了第二代产品 AcouWash，它可以将细胞从一种介质清洗到另一种介质，使细胞样品富集或浓缩，并根据细胞大小进行分离——所有这些都使用超声波来完成。

声波将一定尺寸的粒子或细胞推入样品通过的微通道，研究者可以在此过程中根据想要分离的细胞大小来调整声波振幅——细胞越大，可供推动的表面积就越大，因此实际上需要更小的力。然后，只需要通过将感兴趣的单元格与背景媒体分离的分离器引导流即可。

Lund 大学的博士后 Karolina Pircs 表示，AcouWash 可以最大限度减少清洗和离心过程中的细胞损失，在处理比较珍贵的样本时这是一个巨大的优势。她已经对 AcouWash 进行了两次测试，与传统的六步离心法相比，AcouWash 可以多产生 10% 的细胞。

虽然这一发明的功能很简单，但是它能够以相对较低的剪切速率处理较小的样本量，这对于优化生产过程是一个有吸引力的选择。

TOP5

Omnitrap

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Omnitrap 可以帮助蛋白质科学家用串联分子分析大分子，它是一个射频离子诱捕器，可以突破旧有诱捕技术的限制，既是对高分子蛋白质也可以进行处理，获得其序列、结构、分子相互作用等信息。

研发公司 Fasmatech 创始人兼首席科学官迪米特里斯·帕帕纳斯塔西奥(Dimitris Papanastasiou)表示，该产品的主要优势之一是能够以多种方式对蛋白质进行碎片化，这使得使用者可以在不同的环境下观察蛋白质的特性，这些特性真的非常独特。

蛋白质质谱的改进将在生物研究中产生革命性的影响！

TOP4

Chromium Immune Repertoire Profiling Solution

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通过 10X Genomics 于今年 3 月发布的这一整套解决方案，研究人员可以研究人体对不同类型感染的适应性免疫反应，并识别出对免疫系统激活作出反应的特定细胞类型，无论这些反应是由细菌、病毒还是癌症触发的。它以单细胞测序技术为基础，允许研究人员区分样本中的每一个T细胞和B细胞，以及每个细胞上y形受体的遗传序列。

利用DNAbarcoding 技术，该工具现在可以确定T细胞或B细胞对特定抗原的反应类型。同时，barcoding 技术还将基因表达与细胞表面蛋白表达数据相结合，改善了细胞表型分析，因为抗体结合的是 barcode 而不是流式细胞术中使用的荧光标记。由于条码的多样性，研究人员也可以同时检测到更多的细胞表面标记，为人类和小鼠的免疫系统提供了前所未有的视角。

利用这种方法对T细胞和B细胞之间的受体序列进行分析，可以得到一个信息丰富的数据集，可以帮助理解在任何排序或转导策略之前的初始启动种群，并有助于定义此类细胞的生物学细胞属性。

TOP3

Fluidity One

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该蛋白分析仪器由 Fluidic Analytics 公司制作，研发主管 Sean Devenish 表示，该仪器可以应用于“常规生物物理学”的研究中，他设想实验室可以常规使用这种仪器来进行质量控制，当蛋白质溶液刚到手时和刚从冰箱取出来时进行对比测试确保其质量没有下降。

用户只需要用 5 微升样本到一次性微流控芯片,然后将其插入到 Fluidity One 。样品与缓冲液平行通过一个腔室，蛋白质扩散到缓冲液中。该仪器测量这种扩散速度，以计算蛋白质的平均大小，同时它还测量样品浓度。

对纯化蛋白进行表征和质量控制是获得准确一致的结果的关键，这个工具对任何生物化学实验室来说都是一个很好的补充。

TOP2

Tapestri Precision Genomics Platform

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去年 12 月，Mission Bio 推出了 Tapestri Precision Genomics Platform，这是首个用于单细胞DNA测序样品制备的高通量仪器。该仪器通过基于水滴的微流体技术，首先将细胞暴露于蛋白酶中裂解细胞核，将DNA从浓缩的染色质形成中释放出来。然后加热使蛋白酶变性，系统会再加入试剂放大感兴趣的位点，并根据它们的细胞来源对其进行条码，再将样本输入下一代测序器。

Tapestri 可以同时准备多达10,000个细胞，相比之下，将细胞分选到一个培养皿的孔中只有384个细胞。此外，这种仪器只需要大约一天的时间就可以准备一个样品，而使用平板法则需要5到7天。

该微流控平台可用于高通量单细胞DNA测序，为分析肿瘤细胞异质性和了解肿瘤进化机制提供了一种强有力的手段。

TOP1

Cyto-Mine

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第一名属于来自 Sphere Fluidics 公司的 Cyto-Mine。大约五年前，该公司询问了 35 家生物制药公司，是否需要单细胞分析技术，在获得了肯定的回答后，经过五年的研发，他们推出了 Cyto-Mine，该设备可以完成原本需要多台仪器才能完成的工作。

Sphere Fluidics公司的销售和营销总监 Rob Marchmont 表示，这基本上是世界上第一台专门设计的集成设备，能够自动完成抗体发现和细胞系开发流程中的所有步骤。今夏，该仪器投入市场。

Cyto-Mine通过将多达20万个细胞单独分选成它们自己的小液滴来筛选样本，评估它们所需的特性（如某种特定蛋白质或抗原特异性的高产量），然后将选择好的细胞分配到用户可以培养克隆的微滴板上。

Janssen 的科学家 Tom Kelly 是一名早期测试者，他表示，该仪器最大的优势是在经过其处理后，可以保证每口井中只有一个确认的细胞，而在旧工艺中，从转染到冷冻小瓶需要三个月的时间，而现在需要一半约六个星期

要找到一个单一的、集成的能够同时进行筛选和细胞回收以进行下游分析的平台真的很难。像这样全自动化并注重温和操作的系统将提高实验的保真度。

结语

在这份新发明的名单上，不知道你有没有看到熟悉的名字呢？

每年都还会有新的仪器和技术发布，测试，上市，2019 年，你都期待什么新发明呢？

或者，更期待哪个仪器降价呢？

参考链接：

https://www.the-scientist.com/features/2018-top-10-innovations-65140、