Molecular Devices

使用高內涵及AI技術分析即時CAR-T毒殺定量試驗 Analysis Realtime CAR-T Cytotoxicity Assay with High Content and AI technology Tim Tsui     Field Application Scientist, Molecular Devices Introduction | 簡介 免疫療法 已經成為癌症治療中重要的治療方式之一，而 細胞治療 又是近年來倍受重視的新興免疫療法。 從2017年美國食品藥物管理署(US FDA)核准第一個治療急性B淋巴球白血病的嵌合抗原受体T細胞(CAR-T cell)藥物之後，細胞治療新藥開發已朝向 多適應症 、 異體治療 方向發展。 為了因應此需求，臨床前新藥開發過程中，如何有效評估藥物對各類癌細胞的細胞毒性(cytotoxicity)是核心的課題，必須透過具有良好 再現性(reproducibility)、 穩定性(robustness)、 可量化性(scalability)、 自動化(automation) 並能反映實際作用模式(mode of action)的平台來達到此目的。 現有常見的平台包含 以下四種 51 Cr-release 試驗 、 冷光訊號(bioluminescence imaging, BLI)試驗 、 電阻(impedance-based)試驗 與 流式細胞儀(flow cytometry)試驗 1 。 上述試驗各有其適用性；例如，若要同步偵測最佳癌細胞毒殺效果時間， 就需要進行 活細胞即時量測 (live-cell real-time measure) ，而上述測試只有電阻試驗可辦得到；若要辨別細胞異質性、多靶點/免疫因子偵測以進行更複雜的試驗，上述測試僅有流式細胞儀適用。 此外，四種試驗平台均可間接透過同位素、冷光、電阻或螢光訊號偵測癌細胞溶解(cell lysis)或死亡的現象，可是若要直接觀察細胞死亡的現象仍需透過 顯微影像 來拍攝。但傳統顯微影像系統受限於其 批次量化 及 自動化 的軟硬體瓶頸，無法滿足新藥開發所需，大多僅扮演提供照片補述之用。 New platform | 高內涵影像系統 本文透過 搭載 深度學習 能力的 高內涵影像系統 (High Content Imaging System ) ，提供一種高效率

【新品上市】DispenCell™ 電阻式單細胞分選器 溫和高效率的分選單細胞, 提供即時可追蹤的單株性證明 您需要一台可以價格合理、小型化、易操作並可以放入操作台的全自動化單細胞分選器在這裡!! 不僅可應用在『細胞分離』和『單株性證明』，還包括細胞株開發、CRISPR基因編輯、稀有細胞分選、單克隆抗體篩選以及單細胞基因蛋白體學研究等。

點擊閱讀原文網址 起源&挑戰| Challenge 座落於英國愛丁堡大學的EGF(Edinburgh Genome Foundry)是全世界最先進的 基因合成生工廠 之一，負責使用全自動化設備創造/編修高達1Mb的DNA片段 ，它們會被用於嵌入細胞或生物體中，使獲得全新或改良過的性狀。諸如用於個人化醫療研究的重編程的幹細胞、可以偵測疾病的細菌、或是增加生質能源作物的產出. 為了能達到更高的樣品通量並兼顧樣品及資料的精確追蹤， EGF需要一套能處理多種SBS格式盤的全自動化的菌落挑選系統，並能整合進現有的自動化流程，彈性執行硬軟體設定的自動化手臂來執行樣本處理以及將樣本運送到整個流程所需要各項儀器設備， 破浪&解方 | Solution 為了符合EGF的需求， MD客製自動化團隊針對QPix 420進行了調整，使其軟硬體皆可彈性的搭配原本EGF所建立流程中的機器手臂. 我們將此系統命名為QPix Select-HT system.除此之外， 我們也針對EGF的需求，彈性調整了塗盤的設計，使其能和原本已建立的流程無縫接軌.整個系統包括了3個機器手臂，2個自動化注液工作檯， 培養箱，PCR設備，離心機， 自動化液體處理系統，封盤，撕膜，開蓋等小型設備. 結實&碩果 | Result QPix Select-HT 系統實裝後，每小時能塗佈200個樣本盤，並有效挑選3000的菌落，讓EGF能高效率且即時地提供給客戶所需要的載體。更重要的是，全整合自動化系統能即時記錄下每個樣本處理過程中包含影像的所有審計資料，讓EGF工作人員能大幅減少管理、查核樣本資料庫所要花費的時間，進一步節省每個EGF專案的成本。 EFG與Molecular Devices這次完美的攜手合作，成功打造了使用者所期待的流程解決方案，實現讓DNA合成平台智慧化、自動化的昇級目標。 核心產品 | Core product QPix™ 400 自動化挑選微生物菌落系統提供給獨特的自動化挑選菌落系統， 可在挑選前運用相機系統自動偵測菌落且同時能分析螢光表現量. QPix系列設備目前已安裝超過600 台在全世界的研究單位， 基因定序單位， 生技公司和藥廠.QPix的自動化設備在人類基因庫中心也擁有世界知名的穩定和精準性。 除了能精準挑選菌落外， QPix還擁有下列幾項優勢: 針對塗盤，挑菌落，

  【引言】 生物治療藥物 和 治療性蛋白質 的市場額在2018年達931.4億美元，預估到 2022 1 年底將成長近一倍。其中單株抗體藥的成長更是逐年上昇，過去5年內高達20%的FDA許可新藥是單株抗體藥，特別在癌症及自體免疫適應症上。而以如CHO細胞表達系統的技術沿革持續演進，已經逐漸突破早期生物藥生產過程中的一些瓶頸  2  …本文將以 低傷害性的單細胞分離技術 為例，與您分享新的系統及工作流程。 【材料與方法】 重組 DNA plasmid的構建 為了重組 tr-hIL15 蛋白與增強的綠色螢光蛋白(EGFP)共同表達，將相應的 tr-hIL15 CMV promoter下游和IRES上游的哺乳動物表達載體中， 隨後插入EGFP開放閱讀框和SV40 polyA (圖 1)。為了降低 IRES 序列的翻譯起始效率，刪除了 ATG11 和 ATG12 3-4  。重組質粒包含用於選擇穩定CHO細胞株的zeocin抗性基因，所有基因合成，隨後的克隆和定序均由 GenScript進行。 圖 1 基因表達盒示意圖。編碼治療蛋白和 EGFP 報告基因的 DNA 通過內部核糖體進入位點 (IRES) 連接，因此它們在同一 mRNA 中轉錄，獨立地翻譯成兩種蛋白質。 細胞培養和轉染 使用 125 mL 搖瓶在 37℃，5％ CO2、70-80％ 濕度和 125rpm 搖動下，培養FreeStyle CHO-S細胞懸浮生長。 生長培養基為 XP CHO Growth A 培養基。 將tr-IL15-IRES-EGFP plasmid電轉入細胞。添加3 % ClonaCellTM-CHO ACF supplement，協助轉染細胞恢復。 48-72h 後，轉染的細胞在 XP CHO Growth A 培養基中以 3-5x105 cells/ mL 的活細胞密度重新接種，該培養基中添加了 4 mM L- glutamine和 100 ug/mL ZeocinTM 試劑。 螢光輔助分選和克隆篩選 分選前 24 – 48 小時，將細胞以 5x10 5  cells /mL 的濃度接種在新鮮 XP CHO Growth A 選擇培養基中，並加入 300 ug/mL  Zeocin 。 在分選當天，使用 CloneSelect Single Cell Printer( F.Sigh

Z 因子(Z-factor)的由來 『HTS技術』(High Throughput Screening, 高通量篩選)是80年代後期發展起來的一種藥物篩選新技術，能夠準確、快速地從大型化學物庫中鑒定活性化合物（“Hits”），逐漸成為 新藥開發 中重要工具。 檢測中的所有數值都有一定程度的變化範圍，這是由於每種檢測方法的性質、儀器和人為的隨機誤差引起的擾動所造成。客觀上 測量變化越小，所選出的 Hits的“真實”可信度就越高 。 有兩種指標能用來約略表示檢測的品質： 1：訊號與雜訊的比值（S/N ratio） 2：訊號與背景的比值（S/B ratio）。 S/B的運算式定義為： S/B= mean signal mean background S/B值提供訊號與背景的比值，但無法顯示訊號和背景的變動差異 S/N 的運算式定義為： S/N= mean signal-mean background SD of background 相較於S/B，S/N值有針對背景值的變化作考量，因此在相同平均訊號與背景差異下，背景變動越小則S/N值越高。但S/N值並無考量到訊號的變動。 可是，這兩個指標都無法充分考量 樣品和背景測量的變異性 以及 訊號的動態範圍 ，因此都不能很好的反映檢測品質。 直到 1999 年，Zhang 等人定義了一個 “Z因子” (Z-factor) 作為評量標準，此係數可有效克服上述弱點，更適用於評估 試驗品質 。 Z因子它還有以下特點： 1：是 無因次量 (Dimensionless Quantity)的參數，因此適用於不同檢測分析的比較。 2：不僅為比較和評估分析的品質提供了有用的工具，還可 用於分析的優化和驗證 。 【 Z 因子的方程式 】 通常在驗證HTS 分析時，會將未知樣品與對照組一起進行分析。驗證測試中包含 陽性對照組 與 陰性對照組 的多個樣品測試，評估在活性範圍的兩個極端情況下，實驗再現性和訊號變化。其中陽性對照組平均值與陰性對照組平均值之間的差異就是檢測的 動態範圍 。 Z因子的方程式定義為： Z=1- 3(SD of sample+SD of control) |mean of sample-mean of control| Z 因子對資料可變性以及訊號動態範圍都可感應。例如當分子接近零(代表樣品與背景值的標準差極小)，或者當分母接近無