Clasificación de gotas activadas por fluorescencia (FADS): clasificación celular microfluídica eficiente basada en actividad enzimática

Describimos un clasificador de gotas activadas por fluorescencia (FADS) microfluídico altamente eficiente que combina muchas de las ventajas del cribado en placas microtituladas y la clasificación celular tradicional activada por fluorescencia (FACS). Las células individuales se comparten en gotas de emulsión, que pueden ser clasificadas utilizando dielectroféresis de manera activada por fluorescencia (como en FACS) a tasas de hasta 2000 gotas s(-1). Para validar el sistema, se compartieron mezclas de células de E. coli, que expresaban ya sea la enzima reportera beta-galactosidasa o una variante inactiva, con un sustrato fluorogénico y se clasificaron a tasas de aproximadamente 300 gotas s(-1). La tasa de error de falso positivo del clasificador a este rendimiento fue <1 en 10(4) gotas. El análisis de las células clasificadas reveló que el principal límite para el enriquecimiento era la co-encapsulación de células de E. coli, no errores de clasificación: un modelo teórico basado en la distribución de Poisson predijo con precisión los valores de enriquecimiento observados utilizando la densidad celular inicial (células por gota) y la proporción de células activas a inactivas. Cuando las células fueron encapsuladas a baja densidad (aproximadamente 1 célula por cada 50 gotas), la clasificación fue muy eficiente y todas las células recuperadas eran de la cepa activa. Además, se clasificaron gotas activas individuales y se recuperaron con éxito las células.