科学进步所依赖的因素，按先后顺序可能是这几个：新技术，新发现，新思想。
——悉尼·博伦纳
来源TheScientist
编译张畅赵维杰
物理学离不开对撞机；天文学离不开望远镜；生物学离不开PCR仪。在人类科学进步的历程中，新技术的出现是新发明和新思想诞生的基石和前奏。
岁末年初，TheScientist杂志照例评选出了年生命科学领域的十大技术/仪器创新成果。其中既有足以颠覆基础生命科学研究、新药研发和临床检验的新平台，也有在既有技术基础上更进一步的重要新产品。
值得一提的是，今年的10大创新成果榜单中，出现了更多与临床相关的发明。3D打印肾脏在培养皿中重现了人体器官的各项性质，精密设计的检测系统可以同时量化检测多个样品中多种类型的生物标记物：这些成果不仅可以助力实验室研究，也将改变我们的临床实践。这些进步让我们明白，技术创新所能造福的不仅仅是制造业、发明者和学术界，也包括全人类。
第十名
ThermoFisherScientific公司
GeneArtPlatinumCas9核酸酶
ThermoFisherScientific公司在CRISPR试剂方面的一项突破成果——GeneArtPlatinumCas9核酸酶，入选了今年的十大创新成果。在大肠杆菌中纯化的重组酿脓链球菌（Streptococcuspyogenes）Cas9蛋白，即GeneArtPlatinumCas9包含了一段核定位序列，使其可以进入靶细胞的细胞核中。
“我们一直坚信，稳定的性能、活性和纯度是十分重要的，”ThermoFisher的高级科学家、基因编辑工具和合成生物学研发经理JasonPotter说，“所以我们通过大量的检测，保证我们拥有十分稳健的纯化过程。”ThermoFisher下属Potter团队于年发表了一篇文章，显示GeneArtCas9在多种细胞系中表现出高达85%的切割率（JBiotech,:44-53,）。
斯坦福大学干细胞生物学家MatthewPorteus在他利用体外基因编辑治疗血液疾病的研究中，使用了GeneArtPlatinumCas9。目前他还在小鼠细胞中进行实验，但已经与ThermoFisher公司达成了合作关系，希望将成果推向临床试验。在使用CRISPR/Cas9系统进行高效特异的基因编辑时，“我们遇到的问题是，已有的商业化Cas9酶是有毒性的，”他说。“[GeneArtPlatinumCas9]现在已经成为了一种金标准，让我们能够获得其他试剂无法实现的结果。”
25μg包装的GeneArtPlatinumCas9核酸酶售价美元，顾客还可以联系ThermoFisher的专家寻求实验设计帮助或讨论操作流程。ThermoFisher副总裁，生物合成业务总经理HelgeBastian说：“做基因编辑这一行的小技巧就是，手把手的告诉顾客用量和方法，告诉他们如何去获得更好的结果。”
WILEY：该技术避免了基于载体的Cas9表达，至少在特定细胞系中大大加快了典型CRISPR-Cas9系统的工作流程。
第九名
Photometrics公司
PrimesCMOS照相机
有了现代显微镜，研究者们还需要高性能的照相机来记录样品图像。“每一年，这些照相机都变得越来越好，”Photometrics产品经理RachitMohindra说（Photometrics是一家专注于显微镜照相机和其他生命科学研究用图像系统的公司），“它们基本上可以说是完美的。”要提升它们的完美程度是一项艰巨的任务，但是他认为他和他的团队通过4.2兆像素PrimesCMOS照相机做到了。
这款产品在年初发布，其内置算法可降低散粒噪声（光学显微镜成像的固有波动），这个过程不需要获取多个临时图像后综合处理，也不需要增加激光强度而破坏样品。Mohindra说：“有了这个照相机，就可以保持低强度光照，让被观察细胞存活更久，获得更好的数据。”Prime照相机将信噪比提高了三到五倍，“这相当于把光强降低了10倍。”
PrimesCMOS照相机的内置算法还可以减少研究者需要采集数据的总量，缩短处理和分析时间。Mohindra说：“不联网的情况下，每帧图片需要30秒的处理时间。”“如果你的照相机每秒可以摄取帧，那么就需要花费5分钟来处理这1秒钟的数据。”但是如果使用Prime照相机，可以立即完成处理过程。
“Photometrics公司PrimesCMOS照相机的实时过滤和高帧性能，甚至可以使其捕捉到超分辨率显微镜的图像，更好的显示染色体结构变化，”瑞士洛桑联邦理工学院的KyleDouglass在公司网站上写到。这款照相机售价15,美元。
STR?MVIK：高质量科研图片需求的增长伴随着对信息处理能力需求的增加。在照相机上安装现场可编辑逻辑门阵列是一条可行之路。
第八名
HorizonDiscovery公司
TurboGFP标记HAP1细胞
Horizon公司的HAP1细胞已经连续三年入选年度十大创新成果榜单。年，CRISPR编辑敲除细胞系入选（后被Haplogen公司出售）；年，用户定制敲除细胞系入选。年10月，Horizon推出了TurboGFP标记HAP1细胞，这种可在无需过表达特定基因的情况下对目的蛋白进行荧光标记的细胞系入选年度十大创新成果。
Horizon公司细胞系高级产品经理DaniellaSteel说，相比于抗体标记，该技术的最大优势在于其简便性。“有别于抗体技术，使用该技术不需要鉴定和优化，可以直接对活细胞进行观察。”
瑞典皇家理工学院的EmmaLundberg最近正在她的人类蛋白质图谱项目的工作中使用这种细胞。Emma主管共聚焦显微镜下蛋白质亚细胞定位工作，她说基因的过表达有时会导致蛋白定位的假阳性或假阴性结果。“而现在你能看到你的标记物在哪里，并且知道它们是内源表达的，”她说，“HAP1细胞操作起来很简单，很适合细胞成像工作。”
由用户定制的此种细胞系售价3,美元，制作周期大约16周。Horizon还推出了一些用荧光标记蛋白标记特定细胞器的细胞系，售价1,美元。Lundberg认为，考虑到实验室中培养和鉴定细胞所花费的时间，这个价格很合理。
Platt：这种基因改造细胞的进步在于，利用CRISPR-Cas9技术，这种细胞用TurboGFP来标记基因……无需后续的免疫标记操作。
Fishman：利用CRISPR-Cas9自释放标签，使用者可以得到TurboGFP标记的蛋白。蛋白质的内源性标记优于外源性标记，并且更加可靠和经济。
第七名
Devices公司
ZipChip微流体可分离质谱接口
ZipChip是一款从本质上加速了质谱分析方法的微流体设备，它将所需样品体积最小化，同时拓展了质谱分析可处理的样本范围。这个不足一英尺长的小盒子可以直接接入质谱仪，并通过其内置的载玻片大小的微流体芯片对样品进行处理。
通常，准备质谱样品是一个耗时且容易出错的过程。ZipChip减少了潜在复杂情况的发生。Devices共同创始人，ZipChip开发者ChrisPetty说，“使用我们的前端设备，样品几乎不需要经过任何准备过程，即使样品中含有盐粒子、去垢剂或者其他基质，检测过程都不会受到影响。”
Petty说，使用毛细电泳法，ZipChip可以在两到三分钟内分离出样品中的化合物，而液相色谱法需要长达一个小时。她还说，这一设备提供了更好的样品分离方法，可以对蛋白质、抗体以及抗体药物复合物等较难分离的分子进行分离。而且这种方法只需要几纳升样品。目前该设备售价30,美元，配备自动进样器另加20,美元。
纽约大学代谢组学研究者MichaelPacold说，将ZipChip引入实验室拓展了他的研究项目，ZipChip能够更加快速的获得数据，也可以测量更多来源的样品。“许多临床研究都只能从样品库中获得几微升的血浆样本，”他说，“如果没有ZipChip这样的技术，这些实验不可能开展。而现在不可能已经成为了可能。”
Platt：毛细管电泳、样品分离和直接向质谱单元加样使小体积样品（ZipChip可用几纳升）测定成为可能，并且可能在减少准备时间的同时降低检测成本、提高样品识别率。
Unger：这一发明使用集成微流体技术作为质谱分析的前端，极大的提升了质谱分析的速度，同时还保留了样品的完整性。这将进一步促进质谱技术的普及，使其在研究领域和生物医疗领域得到更广泛的应用。
第六名
NanoStringTechnologies公司
nCounterVantage3DPanels
年NanoString首次推出了nCounter分析系统，这个可以识别特定分子荧光条形码的自动化显微成像系统，可以对mRNA进行单分子定量检测。NanoString计划将该技术从mRNA拓展至DNA序列和蛋白质的单分子定量。年，该公司终于达成这一目标，推出了nCounterVantage3DPanels。
“升级后的Vantage检测系统可以对mRNA、DNA、蛋白质甚至蛋白质磷酸化位点进行电子计数，”NanoString研发部高级副总JoeBeechem说。年4月，NanoString推出了第一款Vantage检测系统，该系统可用于对肺癌和白血病样本的RNA电子计数，也可用于实体瘤释放的蛋白质和免疫细胞信号分子，以及DNA单核苷酸位点突变的检测。
德克萨斯大学MD安德森肿瘤中心系统生物学部主任GordonMills帮助研发了Vantage系统，并在安德森肿瘤中心扎耶德研究所将其应用于癌症的个性化治疗。“可用于实验室检测的平台很多，”他说，“但是没有一个能够和nCounterVantage一样拥有结果稳定性和操作简便性，并且可以同时检测患者样本中的DNA、RNA和蛋白质。”
nCounter分析系统售价,至,美元，使用nCounterVantage3DPanels测量单个样本需花费美元或更多。不久的将来，NanoString和Mills实验室计划推出能在单细胞水平上测绘生物分子空间分布的新版Vantage系统。
Wiley：这项技术可以同时测量少量样品中的DNA、RNA和蛋白质丰度，凭借这一点，它有可能成为今年最大的技术突破。
Str?mvik：这项技术推动了当前的肿瘤学研究，将来还有可能被应用于其他领域。这是一台能够测定多达种指定DNA、RNA或蛋白质的设备。
第五名
ThermoFisherScientific公司
LentiArrayCRISPR文库
CRISPR-Cas9技术非常实用，被誉为使基因编辑大众化的革命性技术。ThermoFisherScientific公司的LentiArrayCRISPR文库于年9月面世，使这一技术在筛选性实验中的应用变得更加方便。该公司推出了一系列试剂，当它们被加入到任何人类来源细胞（无论是海拉细胞还是诱导多能干细胞）中时，每个细胞中会有一种基因被CRISPR敲除。
美国西北大学的SimoneSredni主要研究一种名为恶性横纹肌样瘤的高侵袭性儿童肿瘤，最近她参与了该文库的黑盒测试。Simone使用这一技术来筛查种激酶突变后患者肿瘤细胞中产生的变化，从而找出影响细胞增殖和生长的突变。三个月后她得到了大部分的数据，并且发现了一些突变后可以减慢细胞生长的基因。“真的很快，”她说。仅仅用了一年多一点的时间，她就已经开始使用动物模型在体内测试这些激酶抑制剂的效果了。“如果没有这种筛查技术，我是绝对不可能做到的。”
该文库有多个版本。用户可以从19个不同的基因集中任意挑选，定制属于自己的筛选方案，或者对18,个基因进行无差别筛选。“它不仅是市场上最高效的筛查技术，还在为不同需求构建不同实验方案上给出了很大的可操作空间，”ThermoFisherScientific合成生物学研发部高级主管JonChesnut说道。
Sredni说，每个文库售价10,美元，可能有点小贵，但是对于想要从事高效筛选的实验室来说，物有所值。
Str?mvik：任何将CRISPR技术带入高通量水平的工作都是值得治疗白癜风哪里最好北京哪个医院白癜风好
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