引言
NanoCellect Biomedical 专注于开发创新的细胞分析和分选解决方案。 NanoCellect 利用其专有的微流体技术，为研究人员和临床医生提供用户友好的高通量细胞分析、分选和分离选项，正在彻底改变细胞生物学领域。 通过为研究人员提供可靠、灵活的工具，NanoCellect 正在推动癌症研究、免疫学、药物发现和个性化医疗等领域的进步，最终加速突破并改善人类健康。
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通过激光束时测量各种特性的技术。 除了分析之外，流式细胞术还可以用于细胞分选，这涉及根据细胞的具体特征对细胞进行物理分离。 为了开发 VERLO 图像引导分拣机，研究人员转向 Moku:Lab，它交付了 任意波形发生器 他们需要使用仪器来进行高效的数字合成和更精确的扫描。
Moku:Lab 是一个可重新配置的硬件平台，它将 FPGA 的数字信号处理能力与多功能、低噪声模拟输入和输出相结合。 软件定义的功能使 Moku:Lab 能够提供超过 15 种测试仪器。 和 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。
挑战
在流式细胞术中的细胞分选过程中，根据荧光标记或其他区别特征对细胞进行分析和识别。 一旦细胞被识别，它们就会被压电致动器选择性地转移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感兴趣的特定细胞群，这些细胞群可以进一步研究或用于各种下游应用。
细胞分选是许多研究领域的有力工具，包括免疫学、干细胞研究、癌症生物学和基因组学。它可以分离稀有细胞群或特定细胞亚群，从而促进对细胞功能和行为的深入分析和研究。为了在这种快节奏的开发环境中快速创新并向市场推出产品，团队需要一个灵活的测试解决方案来快速验证实验结果。科学家需要生成一个幅度校正范围为 80 MHz 至 290 MHz 的啁啾信号。该啁啾信号驱动一个声光偏转器，团队用它来控制激光束（图 1）。他们最初租用的是 Keysight 81160A，但想要一个更灵活、更经济高效的长期解决方案。
图1：(a)O整体系统架构。 扫描激光束和细胞行进产生等效的二维光栅扫描系统。 利用 PMT 检测细胞的明场和荧光信号，并使用 FPGA 实时处理重建时间信号以形成细胞图像。 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选标准（门控），触发片上压电（PT）执行器来分选具有目标特征的细胞。 (b) 成像系统的设计。 AOD，声光偏转器； DM，二向色镜； OL，2x/10物镜； PMT、光电倍增管； SM，用于细胞速度检测的空间掩模，其设计如左图所示。 (c) 微流控芯片设计。 悬浮细胞通过鞘流聚焦到微流体通道的中心。 片上压电致动器以机械方式向上或向下弯曲，使液流和液流内的目标细胞偏转进入指定通道。 比例尺：0.28 毫米。
解决方案
自从部署 Moku:Lab 进行原型设计和研发以来， NanoCellect 团队取得了显着的开发进展。 软件定义仪器的灵活性与用户友好的界面相结合，加速了团队开发下一代细胞分选设备的目标。
该团队依靠具有两个同步输出的任意波形发生器仪器来生成宽度为 200 kHz 的线性调频信号（图 2）。 然后，这些信号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 突发的开始。
驱动 AOD 的传统方法是使用电压调谐振荡器，但这种方法可能不准确且不灵活。 由于 Moku:Lab 能够实现高效的数字合成，因此该团队现在可以生成更准确的扫描并相应地调制输出信号的幅度。 此设置还使团队能够灵活地驱动其他类型的 AOD（图 3）。
图3： 触发宽度为 200 kHz 的两通道突发信号，由 Moku:Lab 光标测量。
图4： NanoCellect 团队使用 LabVIEW API 快速开发自定义 UI，使调整波形参数变得简单。
结果
最终，Moku:Lab 使 NanoCellect 团队能够实现苛刻的扫描速度和采样率，同时无需租用昂贵的设备或设计定制解决方案，从而优化开发。
NanoCellect 的高级电气工程师 Wes Ice 表示：“这帮助我们验证想法、缓解问题并快速证明未经测试的概念，从而将我们的产品推向市场。” “NI 的同等基于 PXI 的仪器会更大一些，而且价格也贵一个数量级，因此我会向其他有类似信号生成和采集要求的工程师推荐 Moku:Lab。”
Gagné 赞同 Ice 关于成本和性能的看法。
“Moku:Lab 的输出采样率非常优惠，”他说。 “借助易于使用的 API，我们能够快速迭代波形设计。”
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