Рынок сортировки клеток — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по продуктам и услугам (сортировщики клеток, реагенты и наборы, расходные материалы, услуги сортировки клеток), по технологиям (сортировка клеток капель на основе флуоресценции, сортировка клеток с магнитной активацией (MACS), микроэлектромеханические системы (МЭМС) — микрофлюидика), по пр

Обзор рынка

Глобальный рынок сортировки клеток оценивался в 451,38 млн долларов США в 2023 году и покажет впечатляющий рост в прогнозируемый период при среднегодовом темпе роста 5,62% через 2029.

Постоянное развитие технологий сортировки клеток, включая улучшение скорости сортировки, разрешения, чувствительности и многопараметрического анализа, стимулирует рост рынка за счет расширения возможностей и сфер применения платформ сортировки клеток. Технологические инновации позволяют исследователям проводить сложные эксперименты, анализировать клеточную гетерогенность и изолировать определенные популяции клеток с беспрецедентной точностью и эффективностью. Методы сортировки клеток используются в широком спектре биомедицинских исследовательских приложений, включая иммунологию, онкологию, биологию стволовых клеток, нейробиологию и открытие лекарств. Растущий спрос на решения для сортировки клеток в фундаментальных исследованиях, обнаружении биомаркеров, анализе отдельных клеток и доклинических исследованиях стимулирует рост рынка и стимулирует инновации в разработке специализированных платформ сортировки и реагентов. Появление технологий анализа отдельных клеток, включая секвенирование отдельных клеток, транскриптомное профилирование и протеомный анализ, стимулирует спрос на платформы сортировки клеток, способные изолировать отдельные клетки или небольшие популяции клеток для последующего анализа. Исследователи используют методы анализа отдельных клеток для изучения клеточной гетерогенности, выявления редких популяций клеток и выяснения механизмов заболеваний, что стимулирует рост рынка и инновации в технологиях сортировки клеток.

Ключевые драйверы рынка

Достижения в технологии сортировки клеток

Современные платформы сортировки клеток включают в себя передовые системы струйной техники, оптимизированные конструкции сопел и высокоскоростную электронику для достижения высоких скоростей сортировки, что позволяет обрабатывать большие популяции клеток в короткие сроки. Возможности высокоскоростной сортировки повышают эффективность рабочего процесса и пропускную способность в экспериментах по сортировке клеток, облегчая высокопроизводительный скрининг и анализ разнообразных образцов клеток. Достижения в системах обнаружения флуоресценции и оптическом дизайне позволяют проводить многопараметрический анализ клеток на основе нескольких флуоресцентных маркеров и параметров одновременно. Многолазерные конфигурации, возможности спектрального обнаружения и передовые алгоритмы обработки сигналов позволяют исследователям характеризовать клеточные фенотипы, идентифицировать редкие популяции клеток и анализировать сложные смеси клеток с высоким разрешением и специфичностью. Технологии сортировки отдельных клеток произвели революцию в изучении клеточной гетерогенности и функционального разнообразия в сложных биологических системах. Микрофлюидные сортировочные платформы, интегрированные с микроклапанными матрицами и точными механизмами управления, позволяют изолировать и манипулировать отдельными клетками или небольшими популяциями клеток для последующих методов анализа отдельных клеток, включая секвенирование отдельных клеток, транскриптомное профилирование и протеомный анализ. Мягкие методы сортировки минимизируют клеточный стресс и сохраняют жизнеспособность и функциональность клеток в процессе сортировки, особенно для хрупких или чувствительных типов клеток. Системы сортировки без оболочки, акустические методы сортировки и микрофлюидные сортировочные платформы предлагают бережное обращение и точный контроль над параметрами сортировки, гарантируя целостность и жизнеспособность отсортированных клеток для последующих приложений в клеточной биологии, регенеративной медицине и терапевтических разработках.

Интеграция технологий автоматизации и робототехники оптимизирует автоматизацию рабочего процесса, сокращает ручное вмешательство и повышает воспроизводимость в экспериментах по сортировке клеток. Автоматизированная подготовка образцов, распределение клеток и протоколы сортировки повышают эффективность, точность и согласованность рабочих процессов сортировки, позволяя исследователям обрабатывать крупномасштабные эксперименты, скрининг библиотек соединений и анализировать клеточные реакции с минимальным вмешательством пользователя. Расширенные программные инструменты и алгоритмы анализа данных облегчают сбор, анализ и визуализацию данных в реальном времени во время экспериментов по сортировке клеток. Настраиваемые стратегии гейтирования, алгоритмы машинного обучения и инструменты идентификации популяций позволяют исследователям извлекать значимые идеи из сложных цитометрических данных, идентифицировать редкие популяции клеток и характеризовать клеточные фенотипы с большей точностью и эффективностью. Платформы сортировки на основе микрофлюидики используют микромасштабную динамику жидкости и точные механизмы управления для достижения сортировки клеток и частиц с высоким разрешением. Микрофлюидные системы сортировки предлагают такие преимущества, как снижение расхода образцов и реагентов, повышенная точность сортировки и совместимость с устройствами «лаборатория на чипе», что позволяет миниатюризировать, интегрировать и мультиплексировать анализы сортировки для различных исследовательских приложений. Этот фактор поможет в развитии глобального рынка сортировки клеток.

Расширение приложений в биомедицинских исследованиях

Исследователи-биомедики все больше интересуются пониманием гетерогенности клеточных популяций в тканях и органах. Сортировка клеток позволяет исследователям изолировать определенные типы клеток или субпопуляции на основе поверхностных маркеров, внутриклеточных молекул или функциональных характеристик. Эта возможность позволяет изучать клеточную гетерогенность в нормальной физиологии и болезненных состояниях, предоставляя информацию о клеточной функции, путях дифференциации и механизмах заболеваний. Методы сортировки клеток необходимы для идентификации и проверки биомаркеров, связанных с различными заболеваниями, включая рак, аутоиммунные расстройства и инфекционные заболевания. Изолируя редкие популяции клеток или субпопуляции со специфическими профилями экспрессии биомаркеров, исследователи могут выявлять специфические для заболевания сигнатуры, идентифицировать диагностические маркеры и разрабатывать целевые терапии, адаптированные к молекулярным профилям отдельных пациентов. Сортировка клеток играет решающую роль в биологии стволовых клеток и регенеративной медицине, позволяя изолировать и очищать популяции стволовых клеток из гетерогенных тканей. Исследователи используют методы сортировки клеток для идентификации и характеристики стволовых клеток на основе поверхностных маркеров, маркеров, специфичных для линии, и функциональных анализов. Изолированные стволовые клетки могут быть далее дифференцированы в специализированные типы клеток для тканевой инженерии, трансплантации органов и моделирования заболеваний. В иммунологических исследованиях сортировка клеток используется для изоляции подмножеств иммунных клеток, таких как Т-клетки, В-клетки, дендритные клетки и макрофаги, для функциональных исследований, антигенспецифических анализов и иммунного профилирования. Технологии сортировки клеток способствуют усилиям по разработке вакцин, позволяя характеризовать иммунные ответы, идентифицировать антигенспецифические популяции клеток и оценивать эффективность вакцин в доклинических и клинических исследованиях.

Сортировка клеток является неотъемлемой частью процессов открытия лекарств и идентификации целей в фармацевтических и биотехнологических исследованиях. Исследователи используют платформы сортировки клеток для скрининга библиотек соединений, определения мишеней для лекарств и оценки эффективности и токсичности соединений в соответствующих клеточных моделях. Выделяя определенные популяции клеток, связанные с патологией заболевания или терапевтическим ответом, исследователи могут расставить приоритеты в отношении кандидатов на лекарственные препараты и ускорить процесс разработки лекарств. Достижения в технологиях анализа отдельных клеток, таких как секвенирование отдельных клеток, транскриптомное профилирование и протеомный анализ, стимулировали спрос на платформы сортировки клеток, способные изолировать отдельные клетки или небольшие популяции клеток для последующего анализа. Методы анализа отдельных клеток позволяют исследователям изучать паттерны экспрессии генов, сигнальные пути и функциональные взаимодействия на уровне отдельных клеток, предоставляя информацию о клеточной гетерогенности и патогенезе заболеваний. Технологии сортировки клеток все чаще используются в клинической диагностике и приложениях персонализированной медицины для стратификации популяций пациентов, мониторинга прогрессирования заболеваний и принятия решений о лечении. Анализируя циркулирующие опухолевые клетки, иммунные клетки или стволовые клетки из образцов пациентов, врачи могут оценивать прогноз заболевания, прогнозировать ответы на лечение и адаптировать терапевтические стратегии к индивидуальным профилям пациентов. Этот фактор будет стимулировать спрос на мировом рынке сортировки клеток.

Растущее внедрение технологий анализа отдельных клеток

Методы анализа отдельных клеток требуют изоляции и характеристики отдельных клеток или небольших популяций клеток для последующего анализа. Сортировка клеток позволяет исследователям изолировать конкретные интересующие клетки на основе их фенотипических или функциональных характеристик, облегчая изучение клеточной гетерогенности, динамики экспрессии генов и функционального разнообразия на уровне отдельных клеток. Технологии анализа отдельных клеток требуют методов с высоким разрешением и высокой чувствительностью для изоляции отдельных клеток с точностью и аккуратностью. Платформы сортировки клеток, оснащенные передовыми системами обнаружения флуоресценции, возможностями многопараметрического анализа и точными алгоритмами сортировки, позволяют исследователям идентифицировать и изолировать редкие популяции клеток, различать подтипы клеток и анализировать клеточные фенотипы с непревзойденной чувствительностью и разрешением. Методы анализа отдельных клеток, такие как секвенирование РНК отдельных клеток (scRNA-seq), ATAC-seq отдельных клеток и протеомика отдельных клеток, основаны на изоляции отдельных клеток для геномного, эпигеномного и протеомного профилирования. Сортировка клеток облегчает изоляцию однородных популяций клеток для секвенирования отдельных клеток и анализа омики, что позволяет исследователям изучать паттерны экспрессии генов, идентифицировать переходы состояний клеток и выяснять регуляторные сети на уровне отдельных клеток.

Технологии анализа отдельных клеток позволяют исследователям исследовать клеточную гетерогенность и функциональное разнообразие в сложных биологических системах. Анализируя отдельные клетки из гетерогенных популяций, исследователи могут идентифицировать редкие подмножества клеток, характеризовать межклеточную изменчивость и прояснять сигнальные пути клеток, способствуя более глубокому пониманию процессов развития, прогрессирования заболеваний и терапевтических ответов. Платформы сортировки клеток на основе микрофлюидики обеспечивают точный контроль над динамикой жидкости, позволяя изолировать отдельные клетки или небольшие популяции клеток с минимальным загрязнением образца и стрессом для клеток. Эти платформы легко интегрируются с рабочими процессами анализа отдельных клеток, позволяя исследователям выполнять высокопроизводительную сортировку и последующий анализ отдельных клеток оптимизированным и эффективным образом. Технологии анализа отдельных клеток имеют разнообразные приложения в биомедицинских исследованиях, клинической диагностике и персонализированной медицине. Исследователи используют методы секвенирования отдельных клеток и омикс для изучения гетерогенности рака, разнообразия иммунных клеток, нейронных цепей и процессов развития. В клинической диагностике анализ отдельных клеток позволяет идентифицировать биомаркеры заболеваний, контролировать прогрессирование заболеваний и прогнозировать ответы на лечение в образцах пациентов. Этот фактор ускорит спрос на мировом рынке сортировки клеток.

Ключевые проблемы рынка

Гетерогенность и изменчивость образцов

Биологические образцы, такие как ткани, кровь или клеточные культуры, часто демонстрируют присущую им гетерогенность и изменчивость с точки зрения размера клеток, формы, морфологии и интенсивности флуоресценции. Эта сложность создает проблемы для процедур сортировки клеток, поскольку целевые популяции клеток могут присутствовать в небольшом количестве или демонстрировать перекрывающиеся характеристики с нецелевыми клетками. Идентификация и выделение определенных популяций клеток из гетерогенных образцов может быть сложной задачей из-за наличия фонового шума, автофлуоресценции и неспецифического связывания флуоресцентных меток. Изменчивость уровней экспрессии поверхностных маркеров или внутриклеточных молекул еще больше усложняет идентификацию и сортировку целевых клеток, что приводит к снижению эффективности и чистоты сортировки. Традиционные методы сортировки клеток могут иметь ограничения в разрешении тонких различий в фенотипах клеток или функциональных состояниях в гетерогенных популяциях. В результате определенные подмножества клеток или редкие популяции клеток могут быть пропущены или неправильно отсортированы, что приводит к неполному или неточному анализу образца и потенциальной потере ценной информации. Гетерогенность и изменчивость образца могут вносить смещения и артефакты в эксперименты по сортировке клеток, влияя на надежность и воспроизводимость последующего анализа и интерпретации данных. Изменения в параметрах сортировки, настройках прибора и методах подготовки образцов могут влиять на результаты сортировки и усложнять сравнение результатов в различных экспериментах или научных исследованиях.

Риск повреждения клеток и потери жизнеспособности

Сортировка клеток подразумевает воздействие на клетки различных механических, гидродинамических и оптических сил во время процесса сортировки. Эти силы могут потенциально повредить клетки или нарушить их целостность, что приводит к изменениям в морфологии клеток, целостности мембран и функциональности. Поддержание жизнеспособности клеток и сохранение биологической целостности являются критически важными факторами в экспериментах по сортировке клеток, особенно при работе с чувствительными или деликатными типами клеток. Клетки испытывают сдвиговое напряжение и гидравлические силы при прохождении через жидкостные каналы и сопло сортировочной системы. Высокие скорости сдвига и условия турбулентного потока могут вызывать механическое напряжение в клетках, вызывая разрыв мембраны, повреждение цитоскелета или фрагментацию клеток. Минимизация сдвигового напряжения и оптимизация параметров потока необходимы для снижения повреждения клеток и сохранения жизнеспособности во время процедур сортировки. Флуоресцентная маркировка и лазерное освещение, используемые в системах сортировки клеток с активацией флуоресценции (FACS), могут вызывать фотоповреждение и фототоксичность в сортированных клетках, особенно при воздействии источников света высокой интенсивности или длительного облучения. Фотоиндуцированное повреждение клеток может привести к повреждению ДНК, денатурации белка или окислительному стрессу, что отрицательно сказывается на жизнеспособности и функциональности клеток. Колебания температуры и условия окружающей среды внутри сортировочного инструмента могут влиять на жизнеспособность клеток и производительность сортировки. Изменения температуры, pH, осмолярности и уровня кислорода могут влиять на клеточный метаболизм, выработку энергии и пути реакции на стресс, влияя на жизнеспособность клеток и скорость восстановления после сортировки.

Основные тенденции рынка

Рост исследований в области регенеративной медицины и клеточной терапии

Исследования в области регенеративной медицины и клеточной терапии часто включают идентификацию, изоляцию и характеристику определенных популяций клеток с регенеративным или терапевтическим потенциалом. Технологии сортировки клеток позволяют исследователям изолировать и очищать стволовые клетки, клетки-предшественники и другие специализированные типы клеток из гетерогенных тканей или клеточных культур, что облегчает разработку клеточной терапии и подходов регенеративной медицины. Сортировка клеток играет решающую роль в исследовании стволовых клеток и тканевой инженерии, позволяя изолировать и обогащать плюрипотентные стволовые клетки или специфичные для линии клетки-предшественники для регенерации и восстановления тканей. Исследователи используют методы сортировки клеток для идентификации и характеристики популяций стволовых клеток, оценки их потенциала дифференциации и проектирования функциональных тканей и органов для трансплантации и регенеративной терапии. Появление клеточной терапии, включая клеточную трансплантацию, иммунотерапию и генную терапию, стимулировало спрос на технологии сортировки клеток при разработке и производстве терапевтических продуктов. Сортировка клеток позволяет отбирать и очищать терапевтические популяции клеток, такие как мезенхимальные стволовые клетки, гемопоэтические стволовые клетки и иммунные эффекторные клетки, для клинического применения при лечении различных заболеваний и расстройств, включая рак, аутоиммунные заболевания и дегенеративные состояния. Технологии сортировки клеток необходимы для обеспечения качества, чистоты и безопасности клеточной терапии и продуктов регенеративной медицины. Регулирующие органы требуют строгих мер контроля качества и стандартизированных производственных процессов для обеспечения воспроизводимости, последовательности и безопасности терапевтических клеточных продуктов. Платформы сортировки клеток облегчают изоляцию однородных популяций клеток, удаление загрязняющих веществ и обогащение терапевтических клеточных субпопуляций, что соответствует нормативным требованиям и отраслевым стандартам для производства и трансплантации клеток.

Сегментарные идеи

Прикладные идеи

Исходя из сферы применения, исследовательский сегмент, как ожидается, испытает значительный рост на мировом рынке сортировки клеток в течение прогнозируемого периода. Технологии сортировки клеток широко используются в фундаментальных исследованиях в различных научных дисциплинах, включая иммунологию, онкологию, биологию стволовых клеток, нейробиологию и микробиологию. Исследователи полагаются на методы сортировки клеток для изоляции и анализа определенных популяций клеток, исследования клеточной гетерогенности, выяснения молекулярных механизмов и изучения патогенеза заболеваний, что стимулирует спрос на передовые платформы и услуги сортировки клеток в исследовательском сообществе. Появление технологий анализа отдельных клеток произвело революцию в изучении клеточной гетерогенности и функционального разнообразия в сложных биологических системах. Сортировка клеток позволяет исследователям изолировать отдельные клетки или определенные подмножества клеток для последующего секвенирования отдельных клеток, транскриптомного профилирования, эпигенетического анализа и функциональных анализов, предоставляя ценную информацию об изменчивости от клетки к клетке и способствуя прогрессу в системной биологии и персонализированной медицине. Сортировка клеток играет решающую роль в геномных и протеомных исследованиях, облегчая изоляцию определенных типов клеток для геномного секвенирования, анализа экспрессии генов, профилирования белков и обнаружения биомаркеров. Исследователи используют методы сортировки клеток для обогащения редких популяций клеток, выявления генетических вариантов, связанных с заболеваниями, характеристики сигнальных путей и выяснения молекулярной основы заболеваний, что стимулирует рост исследовательских приложений технологий сортировки клеток.

Информация для конечного пользователя

Основываясь на конечном пользователе, сегмент фармацевтических и биотехнологических компаний, как ожидается, испытает значительный рост на мировом рынке сортировки клеток в течение прогнозируемого периода. Фармацевтические и биотехнологические компании вкладывают значительные средства в открытие и разработку лекарств для решения неудовлетворенных медицинских потребностей, включая сложные заболевания, такие как рак, аутоиммунные расстройства и инфекционные заболевания. Технологии сортировки клеток играют решающую роль в определении терапевтических целей, характеристике кандидатов на лекарственные препараты и проведении доклинических и клинических исследований, что стимулирует спрос на передовые платформы и услуги сортировки клеток. Растущая популярность биопрепаратов, включая моноклональные антитела, рекомбинантные белки и клеточную терапию, подпитывает спрос на технологии сортировки клеток. Фармацевтические и биотехнологические компании используют методы сортировки клеток для изоляции и характеристики определенных популяций клеток для производства биопрепаратов, а также для разработки новых клеточных терапий для различных показаний, что стимулирует рост рынка в этом сегменте. Технологии высокопроизводительного скрининга (HTS), включая сортировку клеток, все чаще используются фармацевтическими и биотехнологическими компаниями для ускорения процесса разработки лекарств. Платформы сортировки клеток позволяют исследователям проводить скрининг больших библиотек соединений, идентифицировать ведущие молекулы и оценивать эффективность и токсичность лекарств с высокой пропускной способностью, повышая эффективность и производительность рабочих процессов по разработке лекарств.

Региональные данные

Северная Америка стала доминирующим игроком на мировом рынке сортировки клеток в 2023 году.

Последние разработки

• В мае 2023 года BD (Becton, Dickinson, and Company), ведущая мировая фирма в области медицинских технологий, объявила о всемирном запуске революционного инструмента для сортировки клеток. Это новаторское устройство включает в себя две инновационные технологии, позволяющие исследователям исследовать клетки с беспрецедентной детализацией, выходящей за рамки традиционных методов проточной цитометрии. Технология BD CellView Image Technology предоставляет исследователям микроскопические изображения отдельных клеток, облегчая подтверждение выводов в реальном времени и высокоскоростную сортировку на основе визуальных характеристик. Кроме того, технология BD SpectralFX обеспечивает сортировку клеток по всему спектру и улучшенную производительность за счет модульной оптической архитектуры и системно-ориентированных алгоритмов. Это усовершенствование упрощает эксперименты с высокими параметрами, оптимизируя рабочий процесс для исследователей.

Ключевые игроки рынка

• SonyBiotechnology Inc.
• Union Biometrica, Inc.
• TERUMO BCT, Inc.
• Sysmex Europe SE.
• Beckton и Dickinson Компания
• Bio-Rad Laboratories, Inc.
• Cytonome/ST, LLC
• On-chip Biotechnologies Co., Ltd
• Beckman Coulter, Inc
• Thermo Fisher Scientific Inc.