CellXpress.ai Automated Cell Culture System
이미지 기반 AI 의사결정으로 오가노이드 및 3D 세포 배양을 혁신하는 차세대 자동화 시스템
CellXpress.ai는 PDO(Patient-Derived Organoids), iPSC 세포주, 스페로이드, 오가노이드의 배양과 확장을 24시간 자동으로 수행하는 통합 자동화 시스템입니다.
AI 기반 이미지 분석을 통해 세포 성장, 크기, 표현형을 실시간으로 모니터링하고, 배양액 교체 및 계대 시점을 자동으로 결정하여 연구자의 손이 닿지 않아도 최적의 배양 조건을 유지합니다.
까다로운 배양 및 계대 일정에서 벗어나 핸즈온 타임을 대폭 줄이고, 주말 실험실 방문을 최소화하며, 재현성 높은 고품질 오가노이드를 대량으로 생산할 수 있습니다.
제품 특징
FDA 동물실험 대체 법안 대응
- FDA 현대화법 3.0 통과에 따라 동물 실험을 대체할 수 있는 인간 관련 모델(HRM) 연구가 급증하고 있습니다.
24/7 무인 자동화 운영
- 다수의 세포주를 동시에 배양하고 확장하는 일정을 24시간 자동으로 관리합니다.
AI 기반 의사결정
- 딥러닝 및 머신러닝을 활용하여 오가노이드의 성장 상태를 자동으로 분석하고, 배양액 교체나 계대 시점을 스스로 판단합니다.
핸즈온 타임 대폭 감소
- 까다로운 배양 일정에서 벗어나 연구자의 실험실 방문 시간을 80% 이상 줄입니다.
통합 소프트웨어 플랫폼
- 액체 핸들링, 이미지 획득, 로봇 스케줄링, 이미지 분석 등 4개 이상의 소프트웨어가 하나로 통합되어 사용이 간편합니다.
글로벌 검증된 기술
- Emory University, University of Sydney, UCLA, Shanghai Biochip, Karlsruhe Institute of Technology 등 세계 최고 연구기관에서 사용 중입니다.
제품 기능
통합 하드웨어 구성
Liquid Handler (액체 핸들러)
- 배양액 교체, 시딩, 계대 작업 자동화
- 플레이트 기울임, 냉각, 가열 기능
- HEPA 필터 및 UV 램프로 무균 환경 유지
- 8채널 또는 96헤드 옵션 지원
Incubator (인큐베이터)
- 44 또는 154 플레이트 용량
- 내장 세척 사이클
- 정적(Static) 또는 흔들기(Rocking) 모드
Media Reservoir (미디어 저장고)
- 1ml ~ 2L 용량의 대용량 및 소용량 저장소
- 냉각 및 가온 기능으로 배양액 온도 관리
High Contents Screening Imager System (HCS 이미저)
- 2x ~ 40x 대물렌즈
- 투과광 및 6개 형광 채널
- 25메가픽셀 카메라
- Z-stack, 디지털 컨포칼 이미징
Elevator Robot (엘리베이터 로봇)
- 샘플 플레이트를 각 모듈 간 안전하게 이동
- 액체 핸들러, 이미저, 인큐베이터, 원심분리기 자동 연결
AI 기반 자동 의사결정
딥러닝 세분화(Segmentation)
- 오가노이드를 개별적으로 인식하고 크기, 형태를 자동 측정합니다.
머신러닝 분류(Classification)
- 미성숙(Immature), 성숙(Mature), 계대 필요(Ready for passage), 품질 불량(Poor quality) 등 상태를 자동 분류합니다.
자동 단계 전환
- 설정된 조건(예: 성숙 오가노이드 > 90%)이 충족되면 자동으로 다음 단계(계대, 배양액 교체 등)로 전환됩니다.
- 실시간 이메일 알림으로 중요한 변화를 즉시 확인할 수 있습니다.
사전 구성된 배양 단계
프로토콜 생성이 간편한 사전 설정 단계:
- Seeding (시딩)
- Feeding (배양액 교체)
- Incubate (배양)
- Harvesting (수확)
- Feeding with Passaging (계대와 배양액 교체)
- Imaging and Analysis (이미징 및 분석)
- Compound Addition (화합물 추가)
- Automation (자동화 설정)
온도 및 환경 제어
- 정밀 온도 조절 (4°C ~ 40°C)
- CO₂/O₂ 기체 혼합 옵션
- 습도 제어
- HEPA 필터 및 UV 살균
Remote Monitoring (원격 모니터링)
- 웹 기반 인터페이스로 언제 어디서나 실험 상태 확인
- 실시간 이미지 및 데이터 전송
- 이메일/SMS 알림 기능
응용 분야
오가노이드 연구
- 장, 간, 뇌, 심장, 폐 등 다양한 오가노이드 배양
- 환자 유래 오가노이드(PDO) 대량 생산
- 질병 모델링 및 맞춤 의학 연구
신약 개발
- 고처리량 약물 스크리닝
- 약물 독성(DILI, 심장독성 등) 평가
- 3D 세포 모델을 이용한 약효 검증
재생 의학
- iPSC 유래 세포 치료제 생산
- 줄기세포 분화 및 확장
- 세포 치료제 품질 관리
기초 연구
- 세포 생물학 연구
- 발생학 연구
- 유전자 편집(CRISPR) 스크리닝
주요 협력 사례
HeartBeat.bio
iPSC 심장 오가노이드 개발
고처리량 심장 안전성 스크리닝을 위한 자동화 플랫폼 구축
Cincinnati Children's Hospital
iPSC 간 오가노이드(HLO) 개발
약물 유발 간 손상(DILI) 예측을 위한 Danaher Beacon 연구 협력
Emory University
Brain Organoid Hub
뇌 오가노이드 대량 생산 및 AI 기반 분화 패턴 분석
University of Sydney
NSW Organoid Innovation Centre
맞춤 의학 및 신약 발견 가속화
CellXpress.ai 사양 및 옵션
| 항목 |
사양 |
| 시스템 구성 |
Liquid Handler, Incubator, Imager, Media Reservoir, Elevator Robot |
| Incubator 용량 |
44 또는 154 플레이트 |
| Imager 배율 |
2x ~ 40x |
| 형광 채널 |
6개 (투과광 포함) |
| 카메라 |
25메가픽셀 |
| 온도 제어 |
4°C ~ 40°C |
| CO₂ 제어 |
0.1 ~ 15% (옵션) |
| O₂ 제어 |
1 ~ 21% (옵션) |
| 액체 핸들러 |
8채널 또는 96헤드 (옵션) |
| 플레이트 호환성 |
6 ~ 384 well |
| 이미징 모드 |
Brightfield, 형광, Z-stack, 디지털 컨포칼 |
| 소프트웨어 |
CellXpress.ai Software (통합 플랫폼) |
| AI 분석 |
딥러닝 세분화, 머신러닝 분류, 자동 의사결정 |
| 원격 제어 |
웹 기반 인터페이스 |
| 크기 (H x W x D) |
약 180cm x 200cm x 120cm |
| 전원 |
220V, 60Hz |
| 무균 환경 |
HEPA 필터, UV 램프 |
기존 방식과의 비교
| 구분 |
수동 배양 |
CellXpress.ai |
| 배양액 교체 |
매일 수동 작업 |
24시간 자동 |
| 계대 시점 판단 |
연구자 육안 확인 |
AI 자동 판단 |
| 주말 실험실 방문 |
필수 |
불필요 |
| 재현성 |
연구자마다 다름 |
항상 일정 |
| 처리량 |
제한적 |
3~5배 증가 |
| 데이터 기록 |
수동 기록 |
자동 저장 |
| 품질 관리 |
주관적 |
객관적 AI 분석 |
도입 효과
시간 절약
- 핸즈온 타임 80% 감소
- 주말 출근 불필요
- 실험 처리량 3~5배 증가
비용 절감
- 인건비 절감
- 동물 실험 비용 대폭 감소
- 재현성 향상으로 실패율 감소
품질 향상
- AI 기반 정량 분석
- 표준화된 프로토콜
- FDA 승인 가능한 고품질 데이터
연구 가속화
- 고처리량 스크리닝
- 대량 샘플 생산
- 빠른 결과 도출
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