作者:廖洋 官杰 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2013-6-9 13:32:54
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“活体单细胞拉曼分选仪”在青岛问世

 
【科学网 廖洋 通讯员 官杰报道】记者6月7日从中国科学院青岛生物能源与过程研究所获悉,该所功能基因组团队与北京惟馨雨生物科技公司联合承担的科技部创新方法工作专项“拉曼光钳筛选新方法在活体单细胞高通量分离中的应用”项目正式通过验收。
 
据介绍,该项工作是在青岛能源所山东省能源生物遗传资源重点实验室研究员徐健和青岛能源所兼职研究员、英国谢菲尔德大学副教授黄巍主持下,通过研究所与企业联合攻关完成的。在项目实施过程中,项目组成功研制开发了“活体单细胞拉曼分选仪”(简称RACS),并在中科院青岛能源所成功搭建了首台样机。该样机(编号RACS-1)由激光器、拉曼光谱仪、落射荧光显微镜、细胞分选系统以及自动控制系统组成,是目前已公开文献报道的首台基于细胞拉曼指纹图谱的细胞手动和自动分选仪器。
 
目前,RACS-1可实现的功能包括单细胞拉曼图谱快速采集,并首次将单细胞的拉曼信号采集时间缩短到1-100 ms;基于拉曼图谱的细胞种类及生长状态快速鉴别;拉曼-落射荧光不可培养功能微生物鉴定;拉曼光钳单细胞操纵;基于拉曼信号的单细胞计数;单细胞拉曼数据库系统;拉曼激活单细胞分选等。
 
RACS具有测量单细胞的内在生化信息而无需标记特点,与拉曼表面增强技术结合可用于细胞内单分子的测量。与现有的基于细胞荧光信号的荧光流式细胞分选仪(简称 FACS)原理和方法均不同,RACS是基于对单个细胞的拉曼化学指纹图谱(细胞生化信息)的获取并与参照细胞拉曼数据库比对,从而原位、不依赖于培养、高通量地分选具有特定生化状态的单细胞。与FACS相比,RACS的核心优势在于对细胞生化信息及其变化敏感、不需预知生物标识物、不需标记细胞、原位和非侵害性的活体检测等。因此,RACS可有效克服“细胞功能异质性”、“尚不可培养微生物”、“探测未知的细胞表型”等三个共性科学与技术瓶颈。
 
此外,项目组利用RACS-1在光合产油微藻生理状态识别、多环芳烃降解微生物分离等方面研究取得了初步示范成果,并建立起了应用示范技术参照方法和数据分析流程。
 
目前,该仪器已服务于国内外多个科研团队在海洋资源挖掘、生物燃料和生物材料、生物能源种质筛选、食品微生物检测、药物研究、肿瘤监测与分选、环境微生物监控、农业生态研究等领域的科研与应用。
 
 
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