介绍
NanoCellect Biomedical 专注于开发创新的细胞分析和分选解决方案。凭借其专有的微流控技术，NanoCellect 为研究人员和临床医生提供用户友好、高通量的细胞分析、分选和分离方案，从而革新细胞生物学领域。NanoCellect 为研究人员提供可靠且灵活的工具，推动癌症研究、免疫学、药物研发和个性化医疗等领域的进步，最终加速突破性进展并改善人类健康。NanoCellect 提供适用于流式细胞术的创新解决方案。流式细胞术是一种用于分析和量化单个细胞或颗粒的技术，当细胞或颗粒穿过激光束时，可以测量其各种特征。除了分析之外，流式细胞术还可以用于细胞分选，即根据细胞的特定特征进行物理分离。为了开发 VERLO 图像引导分选仪，研究人员求助于…… Moku:Lab，它交付了 任意波形发生器 他们需要一种能够进行高效数字合成并实现更精确扫描的仪器。Moku:Lab 是一个可重构硬件平台，它将 FPGA 的数字信号处理能力与多功能、低噪声的模拟输入输出相结合。凭借软件定义功能，Moku:Lab 可提供 15 种以上的测试仪器。 多仪器并行模式，用户可以组合成对仪器同时运行，无损互连。
面临挑战
在流式细胞术的细胞分选过程中，细胞会根据荧光标记或其他特征进行分析和识别。一旦识别出细胞，便可利用压电致动器将其选择性地偏转到不同的收集管或孔中。这种分离过程使研究人员能够分离和收集特定的目标细胞群，以便进行进一步研究或用于各种下游应用。细胞分选是免疫学、干细胞研究、癌症生物学和基因组学等诸多研究领域的强大工具。它能够分离稀有细胞群或特定的细胞亚群，从而促进对细胞功能和行为的深入分析和研究。为了在这个快节奏的研发环境中快速创新并推向市场，该团队需要一种能够快速验证实验结果的灵活测试方案。科学家们需要生成一个振幅校正范围为 80 MHz 至 290 MHz 的啁啾信号。该啁啾信号驱动一个声光偏转器，团队利用该偏转器来控制激光束（图 1）。他们最初租用了 Keysight 81160A，但想要一个更灵活、更具成本效益的长期解决方案。
图 1：（a）系统整体架构。扫描激光束和细胞运动构成一个等效的二维光栅扫描系统。细胞的明场和荧光信号由光电倍增管（PMT）检测，时间信号通过 FPGA 进行实时处理重建，形成细胞图像。每个细胞图像的特征由 PC 或 GPU 提取。根据基于用户选择的图像特征的分类标准（门控），触发片上压电（PT）致动器，将具有目标特征的细胞分选出来。（b）成像系统设计。AOD，声光偏转器；DM，二向色镜；OL，10x/0.28 物镜；PMT，光电倍增管；SM，用于细胞速度检测的空间掩模，其设计如图左侧所示。（c）微流控芯片设计。悬浮细胞通过鞘流聚焦到微流控通道的中心。片上压电致动器通过机械方式向上或向下弯曲，使流体和流体中的目标细胞偏转进入指定通道。比例尺：1 毫米。
解决方案
自部署 Moku:Lab 进行原型设计和研发以来，NanoCellect 团队取得了显著的开发进展。软件定义仪器的灵活性及其用户友好的界面，加速了团队开发下一代细胞分选设备的目标。该团队使用任意波形发生器 (AWG) 仪器，该仪器具有两个同步输出，可生成带宽为 200 kHz 的啁啾信号（图 2）。这些信号随后用于驱动声光偏转器 (AOD)。
图 2：Moku:Lab 示波器触发设置和通道 1 脉冲串的开始。
图 3：由 Moku:Lab 光标测量的 200 kHz 宽度的触发双通道突发信号。
图 4：NanoCellect 团队使用 LabVIEW API 快速开发了一个自定义 UI，使调整波形参数变得简单。
结果
最终，Moku:Lab 让 NanoCellect 团队得以优化开发流程，它支持高要求的扫描速度和采样率，同时无需租赁昂贵的设备或设计定制解决方案。“这帮助我们快速验证想法、解决问题并验证未经测试的概念，从而将产品推向市场，”NanoCellect 的高级电气工程师 Wes Ice 表示。“NI 的同类 PXI 设备体积更大，价格也贵一个数量级，所以我向其他有类似信号生成和采集需求的工程师推荐 Moku:Lab。” Gagné 也赞同 Ice 对成本和性能的看法。“Moku:Lab 的价格对于其输出采样率来说非常划算，”他说。“而且凭借其易于使用的 API，我们能够快速迭代波形设计。”