¶ 类器官构建整体解决方案
¶ 一.类器官简介
类器官（Organoids）是指通过在实验室条件下培育出的三维细胞结构，能够模拟真实器官的特定功能和结构特征。类器官通常由干细胞或原代细胞经过自我组织和分化形成，能够在培养基中长期存活并展现与特定器官相似的生理特性。
1.类器官的重要意义：
2022年12月底，美国食品药品监督管理局（FDA）对类器官的评价和支持进一步凸显了其在科学研究和药物开发中的重要性。FDA认为，类器官作为一种更接近人体生理结构和功能的体外模型，能够在药物测试和毒性筛查中显著提高准确性和预测能力。这种技术在药物安全性评估中具有巨大潜力，因为类器官能够模拟人类器官的复杂细胞结构和相互作用，从而更真实地反映药物的体内作用。
(1) 疾病模型研究：类器官可以用来模拟人类疾病的发生和发展过程，是研究癌症、感染性疾病和遗传疾病的重要工具。
(2) 加速药物审批流程：类器官能够作为传统动物实验的替代模型，帮助药物在早期筛选阶段更快识别潜在毒性或疗效问题，从而加速药物的开发进程。
(3) 药物安全性与个性化医疗：通过类器官模型，FDA可以在更真实的体外环境中测试药物对不同器官的潜在毒性，减少临床试验中的安全隐患。此外，FDA支持基于患者细胞培养的类器官用于个体化药物筛选和疗效预测，这有助于医生为患者量身定制最有效的治疗方案。
(4) 再生医学和器官移植研究：类器官的生长和分化机制研究为再生医学和未来的器官移植替代技术奠定了基础。
¶ 二.类器官构建技术路线
¶ 3种类器官构建方法（方法对比及互补性）介绍，详见此链接：
¶ https://wiki.biokingdom.top/zh/application-organoid
¶ 三.类器官构建产品列表
| 实验方法 | 样本类型 | 图片 | 产品 | 品牌 | 应用简介 |
|---|---|---|---|---|---|
| 原代细胞制备 | 器官组织 | TIGR 组织细胞悬液快速制备仪 | OMNI Life Science | TIGR组织细胞悬液快速制备仪是用于将组织快速免酶制备成细胞悬液的高效设备，广泛应用于组织样本的初级细胞分离、细胞培养及单细胞测序等领域。 | |
| 细胞悬液清洗 | 单细胞悬液 |  |
细胞层流洗涤 | Curiox | 使用悬浮细胞样品制备技术进行温和的细胞洗涤，兼容高通量与自动化工作流程。旨在提供最为定量与可重复的结果，适用于流式细胞术、质量细胞术及单细胞测序。 |
| 流式细胞分选、单细胞分选 | 细胞悬液 |  |
分选型流式细胞仪 | ON-CHIP | On-chip Sort是一款高精度细胞分选设备，专为在微流控平台上实现高通量、无标记的单细胞或颗粒分离而设计。 |
| 细胞计数分析 | 细胞悬液 |  |
CASY 3D无标记细胞分析仪 | OMNI Life Science | CASY 3D无标记细胞分析仪是一款先进的细胞分析设备，能够在不使用荧光标记或染料的情况下，对细胞进行快速、精确的分析。 |
| 球状体、类器官培养 | 细胞悬液、低吸附板培养的球体 |  |
CERO 全自动3D细胞培养仪 | OMNI Life Science | CERO全自动3D细胞培养仪是一款专门设计用于三维细胞培养的全自动化设备，广泛应用于组织工程、干细胞研究和药物筛选等领域。 |
| 单细胞给药 | 单细胞 |  |
Biopen单细胞给药系统 | Fluicell | Fluicell Biopen 系统是一种创新的微流控设备，专为单细胞研究和精准药物输送设计。它结合了微流控技术和精确的生物打印能力，能够实现对单个细胞的精准操控和环境控制。该系统的核心优势在于其亚秒级的液流切换速度和高精度定位能力，这使得它在单细胞药理学、细胞转染以及纳米医学研究中具有广泛应用。 |
| CTC分离富集 | 外周血 |  |
Parsortix 循环肿瘤细胞分离系统 | ANGLE plc | Parsortix循环肿瘤细胞（CTC）分离系统是由Angle公司开发的一种用于从血液中分离循环肿瘤细胞的创新设备。该系统基于一种独特的微流控技术，通过物理方法捕获不同于正常血细胞的CTC。 |
| Cellsorter | 单细胞悬液 |  |
Cellsorter 全自动单细胞分选系统 | Cellsorter | CellSorter以高精度单细胞操作技术为核心，结合自动化硬件与智能分析软件，为单细胞研究提供从分选到分析的完整解决方案。其技术优势在于无损分选、高存活率及多场景兼容性，广泛应用于基础研究、临床诊断与药物开发领域。 |
| 3D生物打印，定位细胞和组合多细胞 | 细胞悬液、球状体 | CELLINK 3D生物打印机 | CELLINK | Cellink 公司开发了一系列先进的 3D 生物打印机，专注于类器官构建、生物医学研究和组织工程等领域。这些打印机采用精密的细胞打印和组织构建技术，能够创建高度仿真的三维细胞结构，为再生医学、个性化医疗和新药开发提供了强有力的支持。 | |
| 类器官质控 | 球状体、类器官 |  |
W8类器官质量检测系统 | CellDynamics | W8 类器官质量检测系统是一款物理流式细胞仪，专门用于3D球状生物样本（如类器官和球体）的物理表征。它可以快速测量样本的质量密度、重量和尺寸，并通过非标记的方式实现样本分离。 |
| 器官芯片技术 | 细胞悬液、类器官 |  |
NETRI器官芯片 | NETRI | NETRI器官芯片产品能够在体外精确模拟复杂的人体神经系统微环境。NETRI 的器官芯片通过集成微流体和微工程技术，使得多种细胞类型能够在同一平台上协同生长和交互，重现神经元、星形胶质细胞和微血管等多种细胞的相互作用。 |
| 微电极阵列MEA | 类器官 |  |
高密度微电极阵列 | 3Brain | 3Brain的MEA（微电极阵列）是一种高密度电生理记录平台，主要用于研究脑片、神经元网络、类器官及心脏培养物等生物样本的电活动。其核心产品为HD-MEA（高密度微电极阵列），特点：高密度电极，支持单细胞级高分辨率记录。适用：类脑器官、视网膜类器官、心脏培养物等多种样本。 |
| 低浓度水平细胞培养 | 低吸附板 |  |
多规格（不同孔数） | 多品牌 | 低吸附板是细胞培养板，其表面经过处理以减少细胞和蛋白质的吸附。这种特性使得低吸附板在不干扰细胞活性的前提下，能够有效地防止细胞在板壁上的附着，适合于需要细胞保持悬浮状态的实验。低吸附板广泛应用于肿瘤球体培养、干细胞研究和药物筛选等领域。 |
¶ 四.产品简介
1.原代细胞制备
TIGR（Tissue Grinder） 是一款专为原代细胞制备设计的先进设备。该仪器采用机械解离技术，无需使用酶，能够快速、高效地将组织样本解离为单细胞悬液，确保细胞的高活力和高产量。
¶ 主要特点：
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无酶解离：TIGR 通过机械方式进行组织解离，避免了酶解离可能对细胞造成的损伤，保持细胞的完整性和功能性。
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快速高效：解离过程仅需约 2-5 分钟，显著缩短了实验时间，提高了实验效率。
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高活力、高产量：独特的研磨结构设计，确保获得高活力和高产量的单细胞悬液，适用于后续的细胞培养和分析。
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多通道设计：配备 4 个独立通道，每个通道可处理 5-400 mg 的组织样本，满足从少量到大量样本的处理需求。
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标准化操作：使用标准 50 ml 离心管，研磨结束后可直接进行离心等后续操作，简化了实验流程。
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内置细胞筛：研磨管内置细胞筛，研磨结束后单细胞直接通过滤膜汇集，避免了污染风险。
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用户友好：图形化控制软件，内置多种研磨程序，并支持自定义，操作简便，适用于不同类型的组织样本。
¶ 应用领域：
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3D 细胞培养：为球状体、类器官和组织模型的构建提供高质量的单细胞悬液。
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原代细胞分离：从各种组织中高效分离原代细胞，适用于后续的培养和研究。
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流式细胞术：提供高质量的单细胞悬液，满足流式细胞术的分析需求。
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癌细胞系建立：从肿瘤组织中分离单细胞，助力新的癌细胞系的建立和研究。
2.流式细胞分选、单细胞分选
ONCHIP Sort 是一款高效的微流控细胞分选系统，专门用于温和、高效地分离和收集单细胞。该系统通过精密的微流控技术和灵活的鞘液选择，实现了高活性细胞的分选，适用于单细胞分析、基因组学、临床研究等多个领域，能够满足多种实验需求。
¶ 主要特点：
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灵活的鞘液选择：ONCHIP Sort 支持使用不同类型的鞘液，确保在分选过程中保持细胞的高活性，适合后续需要细胞良好状态的实验。
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多细胞类型分选：该系统能够精准分选多种细胞类型，满足复杂样本中的目标细胞富集需求，为多样化的实验设计提供了灵活性。
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高精度和温和分选：ONCHIP Sort 结合微流控技术，可在低机械应力下实现高精度的细胞分选，减少对细胞的物理损伤，保持细胞的完整性和活性。
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快速高效：优化设计提高了分选速度，可在较短时间内处理大量细胞，适合需要高通量分选的研究需求。
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小体积样本处理：该系统所需的样本体积较小，适合处理稀有或珍贵的样本，避免样本浪费。
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便捷操作：ONCHIP Sort 配备直观的用户界面，设置简便，适合科研人员进行日常实验操作。
¶ 应用领域：
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单细胞分析：ONCHIP Sort 可将特定细胞分离并收集，用于单细胞 RNA 测序、基因组学等单细胞分析研究。
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基因编辑：支持精确分选目标细胞群体，便于基因编辑实验中的阳性细胞筛选和富集。
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临床诊断：在临床研究中，ONCHIP Sort 可用于富集稀有细胞类型（如循环肿瘤细胞 CTC 或干细胞），助力早期诊断和个性化医疗方案制定。
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药物筛选：分离不同反应类型的细胞，为药物筛选和毒性评估提供精确有效的工具。
3.细胞计数分析
CASY 细胞计数分析仪 是一款高精度、可靠且易于操作的细胞分析设备，广泛应用于生命科学研究和生物技术领域。CASY采用 电流排除法（Electric Current Exclusion, ECE） 技术，其工作原理基于测量细胞通过微小孔道时的电流变化。当细胞悬浮液流经一个电流场时，每个细胞穿过孔道会暂时阻断电流，形成一个特定的电阻脉冲。通过检测脉冲的频率和强度，CASY 可以精确测量细胞数量、大小和活力，而不需要任何荧光或染料标记，从而保持细胞的自然状态和活力。
¶ 主要特点：
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无标记、非侵入性测量：CASY 采用电流排除技术（ECE），无需使用染料或荧光标记，即可精确测定细胞数量和活力，避免了染料对细胞可能造成的影响。
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高分辨率和动态范围：每秒 1 MHz 的高频电脉冲扫描，提供高动态测量比，可检测直径范围为 0.7–120 µm 的颗粒，从细胞碎片到大型细胞聚团均可在单次测量中检测到。
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快速测量：每次测量仅需约 10 秒，适合高通量实验需求。
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多功能分析：除细胞计数外，CASY 还可测定细胞体积、活力、聚集体和碎片等参数，提供全面的细胞状态信息。
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高重复性和精确性：CASY 的测量结果具有高度可重复性和精确性，符合 GLP/GMP 标准，适用于严格的质量控制要求。
¶ 应用领域：
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哺乳动物细胞：精确测定细胞数量和活力，控制细胞铺板密度。
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细菌和酵母：检测细胞、碎片和聚团，进行质量控制和生物量测定。
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细胞毒性和增殖研究：评估药物对细胞增殖的抑制作用和细胞死亡情况。
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干细胞和类器官研究：分析干细胞的增殖和分化，监测类器官的生长状态。
4.3D细胞培养
CERO全自动3D细胞培养仪 是一款专为 3D 细胞培养设计的高端设备，广泛应用于干细胞研究、肿瘤研究、药物筛选和组织工程等领域。CERO 3D 细胞培养仪利用旋转培养技术，通过缓慢旋转培养环境，模拟体内的微重力状态，减少细胞之间的剪切力。这种动态培养方式可确保细胞在 3D 环境下保持自然状态生长，而不会受到传统贴壁培养方法可能带来的形态变化。此外，CERO 还通过严格控制培养基的供给、氧气和二氧化碳的浓度，提供高度稳定的细胞生长环境，极大地延长了细胞的存活时间。相比传统的二维细胞培养方法，三维细胞培养能够更真实地模拟体内细胞的生长和交互环境。通过 3D 培养，细胞可以更自然地组装成类似于体内组织的结构，使实验数据更具生理相关性，尤其在药物筛选、癌症研究和再生医学中具有极高的应用价值。CERO 通过其创新的培养系统，显著提高了 3D 细胞培养的效率和可靠性。
¶ 主要特点：
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自动化操作，简便易用：CERO 采用全自动化设计，操作简便，减少人为误差，提高实验重复性。
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高细胞产量：通过优化的培养条件，CERO 能够显著提高细胞产量，满足大规模细胞培养需求。
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延长细胞存活时间：模拟体内环境，提供稳定的培养条件，延长细胞存活时间，最长可达一年。
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加速细胞分化和成熟：提供适宜的微环境，促进干细胞的分化和成熟，加快实验进程。
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降低培养成本：高效的培养系统减少培养基和耗材的使用，降低实验成本。
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实时监测 pH 值和培养基更换：内置 pH 监测系统，实时掌握培养基状态，确保细胞在最佳条件下生长。
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独特的鳍翅设计，无叶轮，最小化剪切力：特殊的设计减少对细胞的机械应力，保护细胞结构和功能。
¶ 应用领域：
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人诱导多能干细胞（hiPSC）培养：提供适宜的 3D 培养环境，促进 hiPSC 的增殖和分化。
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人诱导多能干细胞（hiPSC）诱导分化为心肌细胞：加速心肌细胞的分化和成熟，应用于心脏疾病研究。
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人癌细胞来源的球状体培养：用于癌症研究和药物筛选。
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体外病毒感染实验：提供安全的培养环境，适用于病毒感染研究。
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组织外植体培养：将组织或器官的片段（外植体）从原有的生物体上分离并在体外进行培养。
6. Fluicell
Fluicell Biopen 系统是一种创新的微流控设备，专为单细胞研究和精准药物输送设计。它结合了微流控技术和精确的生物打印能力，能够实现对单个细胞的精准操控和环境控制。该系统的核心优势在于其亚秒级的液流切换速度和高精度定位能力，这使得它在单细胞药理学、细胞转染以及纳米医学研究中具有广泛应用。
主要特点：
精准控制：Biopen 系统能够在单细胞层级上进行精确操作，适用于细胞培养、药物测试以及基因编辑等研究。
微流控技术：该系统通过微流控芯片实现对细胞环境的细致调控，能够模拟细胞所处的真实生物环境，确保实验结果的可重复性和高准确性。
纳米级药物输送：系统能够将药物、纳米颗粒或其他生物分子精准地输送到单个细胞周围，用于实时观察其与细胞的相互作用。
多用途平台：除了单细胞药理学和转染研究，Biopen 系统也广泛应用于空间组织生物学、细胞治疗、纳米医学等领域。
应用领域：
单细胞研究：精确操作单个细胞，为细胞功能分析和疾病机制研究提供了强大的工具。
纳米医学：能够实现对纳米颗粒的精准输送，助力药物开发和细胞治疗研究。
空间组织生物学：通过精准控制细胞微环境，模拟不同的生理条件，研究细胞行为。
Parsortix系统是一款先进的循环肿瘤细胞（CTC）捕获和收集设备，旨在为转化研究人员提供从血液样本中分离和收集CTC及其他感兴趣细胞的能力。Parsortix PR1系统采用专利的微流体技术，通过一次性使用的分离盒实现细胞分离。血液样本在受控压力下通过分离盒，CTC由于其较大的尺寸和较低的可压缩性被捕获在盒内。捕获的细胞可在盒内进行染色和显微镜观察，或从盒中洗脱用于其他下游分析。
¶ 主要特点：
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灵活的样本处理量：可处理从100微升到40毫升的血液样本，满足不同研究需求。
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无标记分离：基于微流体技术，利用细胞的物理特性（如大小和可变形性）进行分离，无需依赖抗体标记，避免了对细胞表面抗原的依赖。
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高捕获效率：能够高效捕获稀有的CTC和CTC簇，为下游分析提供高质量样本。
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自动化操作：系统设计简洁，操作自动化，减少人为误差，提高实验重复性。
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多样的下游分析兼容性：捕获的细胞可用于多种下游分析，包括qPCR、FISH、IHC，甚至细胞培养，提供广泛的研究可能性。
¶ 应用领域：
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癌症研究：用于捕获和分析CTC，研究肿瘤的转移机制和患者的预后评估。
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药物开发：评估抗癌药物对CTC的影响，辅助新药研发。
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个性化医疗：通过分析患者的CTC，制定个性化的治疗方案，提高治疗效果。
8. 3D生物打印
CELLINK 是瑞典一家专注于 3D 生物打印的领先公司，致力于开发先进的 3D 生物打印机和生物墨水，广泛应用于组织工程、再生医学、类器官构建和药物开发等领域。CELLINK 3D 生物打印机结合挤出打印和光固化打印技术，通过精准控制生物墨水的挤出路径和光固化区域，形成复杂的三维细胞结构和类器官模型。BIO X™ 系列使用挤出打印技术，通过压力系统逐层堆叠生物墨水，保持细胞活力，适合软性组织打印；LUMEN X™ 和 BIONOVA X™ 系列采用数字光处理（DLP）技术，通过光照固化生物墨水中的光敏材料，生成高分辨率微结构，尤其适合血管和神经类组织的构建。
¶ 主要产品系列
（1） BIO X™ 系列：
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BIO X™：全球首款配备智能打印头（iPH）的 3D 生物打印机，支持开放式生物材料平台，兼容多种生物墨水，并具备洁净室技术（内置紫外线灭菌和 HEPA 过滤器），确保打印过程的无菌性。
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BIO X6™：在 BIO X 的基础上增加至六个打印头，支持多材料和多细胞类型的打印，适用于构建更复杂的组织结构和多细胞类型的类器官。
（2） LUMEN X™：
- 基于数字光处理（DLP）技术的光固化 3D 生物打印机，具备高分辨率和快速打印能力，特别适用于构建微尺度的组织结构和精细的类器官模型。
（3） BIONOVA X™：
- 高通量、高速度、高精度的 DLP 3D 生物打印机，支持多种生物材料和不同硬度材料的打印，可用于高细胞活性的类器官构建和生物力学研究。
¶ 应用领域
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组织工程和再生医学：构建组织模型，用于研究组织再生机制和开发创新治疗方法。
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药物开发和毒性测试：通过打印 3D 细胞培养模型来模拟体内环境，为药物筛选提供更准确的预测结果。
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个性化医疗：基于患者的细胞和组织特性，打印个性化的组织模型，助力疾病诊断和治疗方案的优化。
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类器官构建：利用 3D 生物打印技术构建高度仿真的类器官模型，模拟人体器官的结构和功能。类器官可用于疾病研究、药物筛选、毒性测试和个性化治疗方案的开发。CELLINK 的 BIO X 和 LUMEN X 系列特别适合类器官的构建，其精准的打印能力和多材料支持能够创建多细胞类型的复杂类器官模型。
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细胞培养食品：运用生物打印技术开发可持续的细胞培养食品，为未来食品生产提供环保解决方案。
9. 类器官质控
W8物理细胞计数器 是一款先进的细胞分析设备，专为 3D 细胞培养物（如球状体和类器官）设计，能够无标记、非侵入性地测量细胞模型的物理特性，包括大小、重量和质量密度。W8 利用独特的微流控和图像分析技术，通过施加特定流速，观察细胞模型在流体中的运动行为，根据斯托克斯定律精确测量其直径、重量和质量密度。这种方法无需任何荧光标记或染料，即可提供样本的定量信息，保证样本在测量过程中的完整性和活力。这一无侵入性测量手段为 3D 细胞培养模型提供了高精度、实时的物理特性数据，广泛应用于类器官和球状体的研究。
¶ 主要特点
- 无标记、非侵入性：无需荧光标记或染料，保持样本的无菌性和活力，适合后续培养或分析。
- 尺寸和重量测量：精确测量 3D 细胞模型（如类器官和球状体）的直径和重量，范围从 50 微米到 600 微米。
- 高精度的质量密度测量：基于细胞在流体中的运动状态，提供质量密度数据，以深入分析细胞密度、细胞外基质组成和空腔结构。
- 物理特性排序：根据尺寸或质量密度对样本进行分选，允许在无菌条件下回收目标亚群以供进一步研究。
- 自动化操作：简洁的设计和自动化操作流程，减少人为误差，保证高重复性的数据输出。
- 高通量处理：每小时可处理约 20 个类器官或球状体，满足高通量实验需求。
¶ 应用领域
- 质量控制：用于 3D 细胞培养过程中，实时监测样本的物理特性，确保培养质量和一致性。
- 药物筛选：评估药物对 3D 细胞模型（如球状体、类器官）的影响，通过测量质量密度变化，预测药物疗效和毒性。
- 类器官研究：定量分析类器官的成熟度、结构变化和功能特性，为类器官生物学研究提供支持。
- 免疫疗法研究：用于评估免疫细胞对肿瘤球状体的渗透和杀伤效果，量化免疫细胞在类器官内的浸润率和杀伤效率，助力免疫疗法的研究与开发。
10.NETRI器官芯片
NETRI专注于开发基于人体细胞的器官芯片技术，以模拟人体器官微环境。NETRI 的器官芯片结合微流控和生物材料学，能在体外模拟人体神经系统、肠道和皮肤等复杂组织的生理结构，为药物研发、神经科学和化妆品领域提供了高效的研究平台。NETRI 的器官芯片采用微流控技术和微电极阵列（MEA）系统，通过微流体通道将不同的细胞隔离在独立的培养室中，并通过微通道实现多细胞类型的共培养。每个隔室可根据实验需求配置不同的培养基和涂层，微通道仅允许神经元末梢穿过，实现对不同组织的神经支配。此外，微电极阵列能够记录和分析神经元的电活动，帮助解码和理解复杂的神经网络。
¶ 主要特点
- 多细胞分隔共培养：NETRI 器官芯片内的微流体装置支持三种细胞类型的分隔共培养，每个隔室独立的培养条件能更准确地模拟不同组织间的相互作用。
- 高通量兼容性：芯片采用标准 ANSI 格式（96孔板），与常见实验室设备兼容，适合高通量实验需求，无需泵或额外设备。
- 神经支配特性：通过微通道技术，神经元的细胞体和末梢可以分别控制，使得芯片能够模拟神经支配的器官环境，适用于微生物群-肠-脑轴等研究。
- 多数据读取模式：支持电生理记录（MEA）、成像（免疫荧光、钙成像）和生物化学分析（ELISA、细胞裂解分析、液相色谱等），便于多维度数据分析。
- 可定制的专用模型：NETRI 提供多种特定模型（如皮肤、肠道、外周和中枢神经系统模型），满足多领域的应用需求。
¶ 应用领域
- 药物研发：NETRI 器官芯片为药物开发提供精确的人体模型，帮助研究药物的作用机制和毒性，提升药物筛选和预测效果。
- 神经科学：通过神经支配模型，NETRI 器官芯片可以用于研究神经退行性疾病、神经炎症等，助力神经药物和神经疾病的研究。
- 皮肤研究：NETRI 的皮肤模型可模拟神经支配和皮肤屏障，用于评估化妆品和护肤成分对皮肤的影响。
- 营养学和肠-脑轴研究：NETRI 的肠道模型支持微生物群、肠-脑轴等的研究，为营养学和肠道健康提供关键数据。