A espectroscopia de massa de célula única é uma tecnologia para analisar organelas de células-alvo quase como elas são, tirando-os de uma célula viva em um ponto de tempo desejado usando uma ponta de nanospray enquanto rastreia o movimento da célula no microscópio. Espera-se que esta tecnologia seja uma ferramenta poderosa para desvendar os mecanismos moleculares das doenças, diagnóstico unicelular e medicina personalizada. Contudo, a tecnologia existente requer sucção manual de uma célula individual, uma por uma, portanto, sua precisão depende muito do nível de proficiência dos operadores. Também, requer muito tempo para analisar muitas células. De acordo, as demandas por sucção automática e eficiência de amostragem muito mais alta têm crescido.

Para superar esses problemas, desenvolvemos um dispositivo de sucção automática combinando tecnologias como análise de imagem celular para selecionar o alvo, posicionamento de precisão do local de destino em uma célula, e um software para sucção com um clique. Especificamente, você captura imagens microscópicas de células e calcula suas quantidades de recursos, como a forma e o tamanho, e intensidade fluorescente. Uma vez que tais quantidades de recursos refletem as mudanças causadas pelas dosagens dos medicamentos, eles são úteis como referência objetiva para especificar células-alvo e para manter alta reprodutibilidade de amostras sugadas. (Figura 1)

Além disso, A tecnologia de microscopia confocal proprietária da Yokogawa Electric Corporation e os métodos de análise de imagem permitem a medição tridimensional da forma da célula e o posicionamento preciso do local de sucção na exatidão da ordem do mícron.

Com relação à detecção da posição da ponta, desenvolvemos um método de "detecção por intensidade de imagem" capaz de detectar a localização da ponta com uma precisão de menos de um mícron. (Fig.2 e Fig.3)

Além disso, aprender com as experiências dos operadores especializados, definimos a posição mais adequada para sugar, e incorporou essas informações no software, que fornece não apenas o local de sucção, mas também as condições de sucção, como pressão e tempo. Como resultado, os usuários podem sugar as organelas da célula-alvo com um clique enquanto observam as imagens da célula objetiva. O modelo de protótipo, que tem todos esses novos recursos, obteve com sucesso um total de 22 amostras por hora, que é 4 vezes mais eficiente do que uma operação manual, e assim conseguiu obter as substâncias específicas da posição alvo da célula objetiva com alta eficiência e precisão.

A realização de um dispositivo de sucção automática altamente reproduzível leva ao uso prático da espectroscopia de massa de célula única, que será amplamente utilizado para a descoberta de drogas, medicina personalizada, e assim por diante. Além da espectroscopia de massa, este dispositivo de sucção pode ser aplicado para outras pesquisas, como sugar uma célula inteira para análise de mRNA, injeção de substâncias sugadas em outra célula, etc, e assim contribuirá para uma ampla variedade de campos de pesquisa.