[所屬分類:行業(yè)動(dòng)態(tài)] [發(fā)布時(shí)間:2024-1-25] [發(fā)布人:邵玉倩] [閱讀次數(shù):] [返回]

青島能源所開發(fā)單細(xì)胞表型篩選液滴打印平臺(tái)
作者：廖洋,劉陽,王冰笛 來源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
山東拓普生物工程有限公司  http://www.jlkcpj.cn
隨著基因組合成與編輯技術(shù)的迅猛發(fā)展，基于液滴的單細(xì)胞表型篩選的意義顯得尤為重要。然而，如何精準(zhǔn)、高通量地將目標(biāo)單液滴分配到特定的宏觀介質(zhì)中，進(jìn)而完成下游多組學(xué)分析，仍然是一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)。
近日，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所單細(xì)胞中心開發(fā)了一種基于液滴打印的平臺(tái)，以“單孔單液滴”方式將含有單克隆的液滴打印至培養(yǎng)皿或96孔板中，從而服務(wù)規(guī)�；�、低成本、全自動(dòng)的單細(xì)胞表型獲取和篩查。該成果發(fā)表于《傳感器和執(zhí)行器B：化學(xué)》。
傳統(tǒng)篩選方法，如瓊脂平板和微孔板篩選，是目前應(yīng)用最廣泛的兩種篩選策略。瓊脂平板法操作簡(jiǎn)單，但難以準(zhǔn)確定量，主要用于菌株的初篩。微孔板篩選能精準(zhǔn)定量，便于評(píng)價(jià)突變體的性能，但通量較低。
據(jù)了解，基于液滴微流控的工具有望滿足超高通量篩選的需求，但目前大多數(shù)的分選策略只能將表型一致的液滴富集到一個(gè)通道中，難以將每個(gè)“目標(biāo)液滴”高精度、高通量、自動(dòng)化地分離到宏觀介質(zhì)的特定空間位置，以開展下游單細(xì)胞培養(yǎng)、測(cè)序等實(shí)驗(yàn)。
針對(duì)這些問題，該所單細(xì)胞中心研究小組基于電流體動(dòng)力學(xué)打印技術(shù)，開發(fā)了一種基于液滴打印的芯片化平臺(tái)，以“單孔單液滴”方式將含有單克隆的液滴打印到指定的位置。這個(gè)平臺(tái)包括四個(gè)主要模塊：泵驅(qū)動(dòng)微流控芯片模塊、光學(xué)自動(dòng)信號(hào)識(shí)別模塊、高壓控制模塊和自動(dòng)化的移動(dòng)平臺(tái)模塊。芯片中預(yù)埋的光纖可引入紅光LED，當(dāng)分選后的目標(biāo)液滴流過檢測(cè)窗口時(shí)，光纖連接的二級(jí)管可識(shí)別并產(chǎn)生相應(yīng)信號(hào)，進(jìn)而利用電流動(dòng)力學(xué)原理將液滴打印到特定區(qū)域。
據(jù)介紹，該芯片平臺(tái)特色鮮明。首先，不僅能實(shí)現(xiàn)在線生成液滴并打印，且可對(duì)孵育或分選后液滴進(jìn)行按需精確打印，打通了“目標(biāo)液滴群”到“單個(gè)目標(biāo)液滴”的高效渠道，服務(wù)下游單細(xì)胞層面表型研究。其次，增加了基于光纖傳輸?shù)墓鈱W(xué)檢測(cè)模塊，不僅提高液滴打印的準(zhǔn)確率，且規(guī)避了復(fù)雜光路系統(tǒng)；這一簡(jiǎn)潔而集成化的系統(tǒng)可兼容更多的下游實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，如質(zhì)譜檢測(cè)、培養(yǎng)皿、96孔板等。
下一步，研究人員將基于前期開發(fā)的FlowRACS和RACS-Seq/Culture等單細(xì)胞拉曼分選儀器系列，耦合上述高精度按需單液滴打印模塊，針對(duì)微生物組、大規(guī)模突變體文庫等復(fù)雜生命系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全流程高精度、高通量、自動(dòng)化的功能單細(xì)胞識(shí)別、分離、培養(yǎng)和導(dǎo)出，服務(wù)于生物資源、合成生物技術(shù)、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、深海/深地/深空探索、生物安全等產(chǎn)業(yè)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.135334
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