在生物制药生产领域，单克隆细胞株的开发至关重要，尤其是在单克隆抗体制备过程中。为了确保产品的稳定性和一致性，所使用的细胞株必须源自单一细胞。同一般的克隆工作流程通常涉及一至两轮单细胞克隆后，通过孔板成像来确认单细胞是否成功分配。但值得注意的是，传统的有限稀释法或流式细胞术等验证方式并不能有效确保只有一个细胞被分配，这使得单克隆性的确认方式过度依赖孔板成像的准确性。

传统的孔板成像方法在细胞检测时存在固有误差，更需要依赖离心操作以确保所有细胞处于成像焦平面内。这些技术所带来的误差，降低了在特定工作流程中达到单克隆性的可能性，因而更高精度的成像技术与检测方法变得尤为重要。

为解决这一挑战，UPSIGHT20（影像式单细胞打印与成像系统）采用了双重验证机制。首先，通过一系列喷嘴图像记录单细胞的分离过程，接下来，利用3D全孔成像技术直接捕获液体体积的图像。由于这种3D成像技术能够完整记录液体体积，避免了克隆后所需的离心操作。此外，UPSIGHT20支持菌落生长后的实时监测，兼容多种规格的孔板，适合高通量工作流程，且单细胞分配效率超过98%。通过分析4000个单细胞和近1000个生长的菌落，研究结果表明，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%，且无需依赖荧光染色或成像技术。

UPSIGHT20为克隆、验证和追踪提供了完整的工作流程。整个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。在单细胞分配过程中，喷嘴生成微型自由飞行液滴，并持续进行成像。实时图像处理算法评估即将到来的液滴，以判断其是否包含0、1或多个细胞。若液滴包含1个单细胞且符合特征标准，该细胞将被准确分配至孔板中。每个成功分配的单细胞，系统将生成五张图像以确认其分离与排出情况。

分配完成后，使用孔板下方的第二台相机进行3D全孔成像，以捕获孔中的一系列图像，这一成像设备为目标孔中分配的单细胞提供了额外的确认。3D全孔成像的图像数量将依据孔板类型和孔中介质的体积而定，有效消除了对孔板进行离心的需求。同时，由于成像是在细胞沉降过程中进行的，这种方式相比于仅在孔底进行成像，能显著减少因边缘效应导致的检测误差，从而提高了细胞检测的精准度。

在克隆后的阶段，UPSIGHT20能够对生长曲线符合理想的特定克隆进行成像并追踪其群体生长。整个成像过程快速而高效，仅用约3分钟便能处理一个384孔的板，为高通量的后续群体追踪提供了基础。

UPSIGHT20结合喷嘴图像与3D全孔成像的方法，为单克隆性细胞分配提供了多重保障。与传统的有限稀释法或流式细胞术相比，UPSIGHT20在单细胞分配过程中提供了更为可靠的验证，其分配效率优于98%。

通过对单细胞的成像与记录，UPSIGHT20为克隆性验证提供了可信赖的双重保障。本研究对超过4000个单细胞进行了深入分析，结果显示该工作流程实现了超过9999%的单克隆率，并且部分3D全孔成像结果也显示出超过9999%的单克隆性概率，成像速度显著提升，进一步增强了实验的效率与可靠性。

总之，UPSIGHT20综合了单细胞的分离、验证及菌落生长监测能力，其创新的3D全孔成像技术为每个孔提供了全方位的液体体积成像，而无需依赖离心，这一创新显著地提高了实验的灵活性与准确性。金年会金字招牌诚信至上的理念在此设备的发展与应用中得以体现，推动了细胞生物学研究的进步，为深入了解细胞行为与特性奠定了坚实基础。