单克隆细胞株的开发在生物医药生产（例如单克隆抗体的制备）中扮演着至关重要的角色。为了保证产品的一致性，使用的细胞株必须源自单个细胞。常见的克隆工作流程通常包括一到两轮的单细胞克隆，随后通过孔板成像确认单细胞的成功分配。然而，传统的有限稀释法或流式细胞术等方法并未能有效确认单细胞的分配，导致对孔板成像准确性的过度依赖。孔板成像在检测细胞时存在固有误差，同时离心操作的依赖使得所有细胞集中在成像焦平面内。这些误差的积累降低了在特定流程中实现单克隆性的可能性，因此高精度的成像技术和检测方法显得尤为重要。

UPSIGHT20（影像式单细胞打印与成像系统）通过双重验证机制有效解决了细胞分配中的挑战。该系统的第一次验证使用一系列喷嘴图像记录单细胞的分离情况，第二次验证则采用3D全孔成像技术以直接捕获液体体积的图像。这种3D成像技术能够完整捕捉液体体积，从而避免了克隆后必须进行离心的操作。此外，UPSIGHT20还支持菌落生长后的实时监测，兼容96、384和1536孔板，适用于高通量工作流程，单细胞分配效率超过98%。

本研究分析了4000个单细胞和近1000个生长的菌落，结果显示：结合喷嘴图像与3D全孔成像，细胞株的单克隆性概率超过9999%，并且无需依赖荧光染色或成像技术。UPSIGHT20为克隆、克隆验证和追踪提供了一个完整的工作流程。流程的第一步是将细胞悬浮液加载到设备中的一次性墨盒中。在单细胞分配过程中，喷嘴会生成微型自由飞行液滴，并持续进行成像。

图像处理算法实时评估即将到来的液滴，判断其是否包含0、1或多个细胞。如果液滴被判定为包含0或多个细胞，或者虽然只含一个细胞但特征（如大小、圆度或荧光强度）不符合预设标准，该液滴将被丢弃。相反，若检测到1个单细胞，并且该细胞的特征符合标准，则该细胞将被分配至孔板中。针对每个成功分配的单细胞，系统会生成五张图像，以确认单细胞的分离与排出情况。分配完成后，使用孔板下方的第二台相机进行3D全孔成像，捕获孔中的图像系列。

3D全孔成像捕获的图像数量取决于板的类型和孔中介质的体积，这种成像方式消除了对孔板进行离心的需求。由于成像是在细胞沉降时进行的，细胞通常位于液体体积的上半部分，因此相比于仅在孔底进行第0天成像，该方法显著减少了由于板或边缘效应造成的畸变影响，从而提升了细胞检测的准确性。

在克隆后的阶段，UPSIGHT20能够对具有理想生长曲线的特定克隆进行成像并追踪其生长群体。整个成像过程快速且高效，仅需约3分钟即可处理一个384孔的板，从而实现后续的高通量群体追踪。喷嘴图像与3D全孔成像的结合进一步验证了细胞在孔板中的分布情况。与传统方法相比，UPSIGHT20在单细胞分配过程中提供了更可靠的验证，确保单细胞分配效率超过98%。

然而，算法在某些情况下可能会误判为仅分配了一个细胞，而实际上可能是两个相互粘连的细胞。因此，引入3D全孔成像为单细胞分配的确认提供了第二种方法，确保仅有一个细胞被分配。因此，UPSIGHT20通过喷嘴和3D全孔成像为克隆性提供了多种保证。

总的来说，通过强大的技术支持，UPSIGHT20提升了单细胞研究的准确性与效率，并为未来的细胞生物学研究提供了有力的工具。随着人生就是博-尊龙凯时的品牌在生物医药领域的不断拓展，这一技术的出现，将推动细胞研究的进步，为深入理解细胞行为与特性奠定基础。