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细胞也能通过机器“生产”

2018-05-16 16:57 来源:大洋网

大洋网讯 国家重大科研装备研制项目——“全自动干细胞诱导培养设备”昨日在广州宣布研制成功。

该设备为我国全自主知识产权,首次实现了以机器学习及人工智能算法为判定的细胞自动化诱导。该设备的成功研制,在降低干细胞的生产成本的同时提高了细胞制备质量,为更广泛地服务临床,奠定了基础。昨日,该设备完成验收。

干细胞是具有自我复制功能及多向分化潜能的细胞,在特定条件下能再生成人体的各种细胞、组织或器官,医学界称为“万能细胞”。干细胞在基础研究和转化医学应用中具有重要意义,在再生医学、疾病模型、药物筛选、精准医学等领域具有广阔的应用前景。在全球范围内,将成熟的体细胞“还原”,诱导成为多能干细胞成为重要的研究领域。获得的诱导多能干细胞可广泛应用于新药研发、神经损伤修复、心肌细胞修复、组织器官再生或移植等再生医疗研究领域。

以往,干细胞诱导、培养及筛选过程只能依靠人工操作完成。中科院广州生物医药与健康研究院研究员陈捷凯介绍,人工操作主要存在两大问题。一是技术门槛高,一位研究员至少要经过1万小时左右的技术训练,才能储备足够的经验,掌握相关技术。二是通过人工培养,效率低、成本高,而且存在质量不均一等安全性问题,限制了干细胞在再生医学领域,尤其是将来在人体内的应用。

针对干细胞与再生医学发展技术需求,中科院广州生物院以创技术为核心,利用生物院内领先的诱导多能干细胞技术,结合人工智能与自动化技术,历时4年,集智攻关,攻克了8项关键技术,研制出国际首台干细胞自动化、智能化诱导培养设备。

这台设备拥有完全自主知识产权,建立了从细胞培养、显微在线观测、移液换液、算法识别、克隆挑取及设备控制的装备技术,实现了诱导多能干细胞自动化诱导培养、扩增、成像、移液换液、克隆细胞挑选、下游分化等功能。华大基因研究院、华东理工大学等多家用户单位对全自动干细胞诱导培养设备进行了测试,验证了设备进行干细胞诱导培养的可行性。

中科院广州生物院副院长、研究员潘光锦介绍,这套设备并非简单化地将人工操作转移到机器设备上,而是通过图像识别、人工智能、机器控制等手段,完成细胞的“标准化”生产,在降低技术门槛的同时提高细胞的安全性,为“生物制造”提供装备保障。

广报全媒体记者罗桦琳


[ 编辑: 韦馨尧 ]
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