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中科院青島能源所開發(fā)微型液滴微流控平臺
2023年05月05日 08:53:03
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：4911
近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所單細胞中心開發(fā)了低成本、非標記的微型液滴微流控平臺。該平臺可通過單細胞微液滴培養(yǎng)、液滴自熒光檢測、目標微液滴自動分選等步驟完成單細胞水平的微生物生長表型篩選，并在大腸桿菌中示范該方法的準確度和可靠性，為工業(yè)菌株的快速篩選提供了有力手段。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】液滴微流控技術是近年來在傳統(tǒng)連續(xù)流微流控系統(tǒng)基礎上發(fā)展起來的，利用互不相溶的兩液相產生分散的微液滴進行實驗操作的非連續(xù)流微流控技術。微液滴具有體積小、比表面積大、速度快、通量高、大小均勻、體系封閉、內部穩(wěn)定等特性，在藥物控釋、病毒檢測、顆粒材料合成、催化劑等領域中均有重要應用。
近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所單細胞中心開發(fā)了低成本、非標記的微型液滴微流控平臺。該平臺可通過單細胞微液滴培養(yǎng)、液滴自熒光檢測、目標微液滴自動分選等步驟完成單細胞水平的微生物生長表型篩選，并在大腸桿菌中示范該方法的準確度和可靠性，為工業(yè)菌株的快速篩選提供了有力手段。
精準的單細胞精度生長表型測量是工業(yè)育種、酶定向進化和合成生物學等領域發(fā)展的關鍵步驟。優(yōu)質菌株的選育需滿足“長得快”和“產量高”兩個特征。目前單細胞水平的高通量表型篩選僅限于代謝表型，如通過熒光激活液滴分選(FADS)獲取“高產”菌株，尚缺乏單細胞水平的生長表型高通量篩選方案，難以實現(xiàn)“長得快”菌株的高通量選育。
青島能源所單細胞中心研究小組基于微生物在液滴內的自發(fā)熒光，開發(fā)一種低成本、非標記的液滴微流控篩選平臺，可完成微生物生長表型的高通量篩選。具體流程為：通過液滴微流控技術將微生物單細胞包裹于微液滴中，并分散培養(yǎng)；將培養(yǎng)后的液滴注入到微流控芯片中，在檢測區(qū)域采集365 nm激光照射下的微液滴自發(fā)熒光；通過光纖將光信號傳輸?shù)絇MT中，并利用編程軟件和高頻電壓控制實現(xiàn)目標液滴的自動分選。
前期，單細胞中心開發(fā)了系列拉曼流式單細胞分選技術FlowRACS，能夠在非標記的條件下高通量、高效率地識別分選出單細胞代謝產物含量高(“高產”)的菌株；通過耦合本項工作開發(fā)的單細胞水平生長表型快速篩選技術，能夠進一步篩選出“長得快”的菌株，從而實現(xiàn)工業(yè)微生物選育的目標。單細胞中心將依托上述系列創(chuàng)新技術，進一步發(fā)展單細胞水平的菌株選育平臺關鍵技術與裝備，以支持工業(yè)生物技術與合成生物產業(yè)的發(fā)展。
相關論文Label-free droplet-based bacterial growth phenotype screening by a mini integrated microfluidic platform于近日發(fā)布在國際期刊《傳感器和執(zhí)行器B：化學》(Sensors and Actuators B: Chemical)
參考資料來源：中國科學報、中科院青島能源所
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