应战: 规划、开发并制作一种能够检测和别离循环肿瘤细胞（CTC）或母血中的胎儿细胞的东西，前者的意图是研讨肿瘤学中的个体化医治，后者是为了完成无创性产前诊断。
解决方案: 开发一种名为“芯片实验室”的专利技能，该技能运用活性硅衬底的微电子特性，可制作微型生物实验室，凭借NI嵌入式操控器对悬浮细胞别离独自操作。
Silicon Biosystems公司的技能依据电场能够对悬浮在液体中的中性可极化粒子（比方细胞）施加作用力的才能。依照这种称为介电泳（DEP）的动电学原理，非均匀电场中的中性粒子会遭到一个空间上电场强度沿（正）介电泳（pDEP）添加方向或许（负）介电泳（nDEP）削减方向的力。更具体地说，粒子由于其本身的电特性遭到正介电泳力或负介电泳力，这种电特性取决于频率，以及粒子所悬浮于的介质的特点（图1）。
在DEPArray体系中，电场发生于硅芯片（图2a）的外表，该外表直接与细胞悬浮于其间的微流体腔相连。微流体腔被芯片外表以及间隔芯片外表几十微米的通明覆盖面所关闭。活性芯片的外表完成了微单元的二维阵列，每一个微单元由平面电极和集成逻辑电路组成（图2b）。当被放到与电极相对应的区域中时，每一个电极能够经过编程发生一个势阱或介电笼。在每一个介电笼中，粒子能够处于安稳的悬浮状况，然后完成独自剖析。由于每一个细胞都是被独自剖析，体系能够完成依据荧光的杂乱剖析，然后能够辨认令靶细胞差异于其它不计其数受污染细胞的独有特性。靶细胞能够独立，但也是一起地被移动到芯片的某个区域，微流体操控在那里将它们主动收回。
DEPArray体系
咱们的专利渠道DEPArray，是一个灵敏且易于运用的先进技能体系（图4）。体系的中心是一个微芯片，它在一个微流体电路中集成了包括30万个电极的阵列。
DEPArray体系运用NI公司的硬件和软件来办理高精密机械、微流体、现成可商用的电子和自定义东西，以及视觉和图画处理。体系答应用户进行的作业流程归纳为以下的根本进程：
* 经过微流体操控装载样本
* 在明视场和荧光下获取图画
* 剖析图画
* 经过图形用户界面辨认并挑选靶细胞
* 主动对辨认的靶细胞进行分类
* 经过微流体操控对靶细胞进行收回
样品装载
样品装载是一个十分精密的进程。咱们运用NI LabVIEW软件操控泵设备发生所需的压力梯度，然后使样品从进口槽流到微流体腔内的芯片上。体系运用由NI视觉开发模块的视觉库开发的算法，完成装载进程的主动监督与操控。
捕获与剖析
一旦样品被装载到芯片上，LabVIEW就会操控一切的I/O线，对电极阵列进行装备，将细胞关在笼中，并使它们在流程的一切阶段都坚持悬浮，然后确保强而牢靠的体系操控。
样品剖析是经过荧光以及明视场下的多重滤光器对芯片外表进行光学扫描而完成的。LabVIEW操控置有芯片的处理体系并以微米级的精度进行捕获、图画处理，并对获取自显微镜的高精度数字图画进行视觉化处理。
挑选靶细胞
在这个进程中，DEPArray体系为用户供给了强壮的人机界面（HMI），它由LabVIEW结合Microsoft .NET framework开发，对靶细胞进行分类和挑选（图3）。能够运用不同的办法对细胞进行剖析，然后验证它们的性质。人机界面展现了剖析丈量成果的散点图或直方图，并供给了图画上一切丈量成果的列表显现。关于被选中的每一个细胞，剖析中捕获的图画也被显现出来，然后答应用户将计算机丈量的成果与形态学评价结合起来。
主动分类
在这个进程中，依据细胞地图和障碍物，LabVIEW动态地装备芯片电极阵列，使其能够独自而一起地把每一个感兴趣的细胞从初始方位移动到收回点。数字化操控每一个感兴趣细胞的移动，使体系取得高分类纯度，以及无与伦比的功能。
收回
在这个进程中，LabVIEW与蠕动泵设备进行交互，发生所需的压力梯度，使收回介质（比方微流体腔中的阱或许玻片）中包括所选细胞的缓冲物部分向下活动。分类和收回进程能够重复进行，以别离搜集多个细胞或多组净化的细胞，然后运用传统的分子生物学技能进行基因剖析。
定论
Silicon Biosystems公司开发的技能，充分运用了NI的软硬件与 Sky Technology公司的技能，为一系列研讨活动供给了办法，这些研讨旨在别离循环肿瘤细胞（CTCs）以研讨肿瘤学中的个体化医治，以及辨认母血中的胎儿细胞，然后完成无创性产前诊断。
