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青岛能源所开发新系统服务海洋生物领域

2018-10-25 15:22:50 来源: 中国·青岛蓝色经济网 作者: 李倚慰
摘要:日前,青岛能源所自主研发的单细胞拉曼分选及测序耦合系统(RACS-SEQ)正式对外发布。该系统将服务于微生态大健康、海洋资源与监测、生物安全、工业生物技术等广泛领域的研究与应用。

  原标题:青能所开发新系统服务海洋生物领域

  日前,记者从中科院青岛生物能源与过程研究所(以下简称青岛能源所)获悉,青岛能源所自主研发的单细胞拉曼分选及测序耦合系统(RACS-SEQ)正式对外发布。该系统将服务于微生态大健康、海洋资源与监测、生物安全、工业生物技术等广泛领域的研究与应用。

  为单细胞研究提供新的解决方案

  对于单细胞分选,目前最常用的是流式细胞仪,但其需预先知道细胞的表型并加以荧光标记,严重限制了可筛选细胞的范围。拉曼光谱无需任何标记,即可获取细胞的种类、状态以及所处微环境等信息,是理想的表型/表型组的评价手段,但由于缺乏与信号复杂度相匹配的分选方式,而无法用于单细胞研究。

  青岛能源所单细胞中心最新研发的系统则成功解决了表型判别与单细胞分离的兼顾问题,将成为单细胞水平揭示基因与功能关联的强大工具。

  据介绍,该系统对不同尺寸与形状的细胞具良好兼容性,而且操作便捷。通过拉曼组分析原理等关键器件的创新,该系统在单细胞水平实现了非标记式拉曼表型识别与功能分选,为单细胞生物学研究提供了新的整体解决方案。该系统搭载了自主研发的“拉曼组分析三部曲”智能信息系统。拉曼组自动化采集反馈软件可快速、准确、智能化地获取单细胞拉曼光谱信息;智能化拉曼组分析统计软件可一站式完成在线数据处理与挖掘;高性能拉曼组数据库与搜索引擎通过多层次/易扩展的多维表型组数据库及拉曼组搜索引擎,实现了全景式、自动化、高通量的细胞功能识别。

  有助于解析细胞千差万别的原因

  单个细胞是地球上生命体功能和进化的基本单元,蕴藏着生长发育、衰老死亡、新陈代谢、信号传导等众多奥秘。在单细胞水平揭示基因与功能的关联,将有助于解析细胞千差万别的原因,并识别具有“特异”功能的细胞与基因。

  在茫茫细胞海里,只要用RACS照一照,获得的“拉曼组”信息就能得知哪个是要找的细胞。该信息无需任何标记就可以知道细胞的种系发生、生理状态,以及所处的微环境等,因此利用拉曼组可以精准识别细胞的种属分类、代谢水平、对环境刺激的应激反应等。

  为了最终获得表型特异的功能单细胞,RACS还实现了单细胞的培养和快检等功能,大幅缩短了培养时间,将传统涂板培养检测时间从1——2天缩短至几小时,大大提高了工作效率。

  有望成为临床耐药性快检新手段

  青岛能源所单细胞中心具有自主知识产权的拉曼组耐药性临床快检技术,能够不需培养而直接测定单个细菌细胞的耐药性,因此将成为临床耐药性快检和新型抗菌药物研发的新手段。同时,拉曼组细胞储能物质快检技术能够同时快速测定和分选微藻细胞中淀粉、油脂和蛋白的含量,将成为工业生产过程在线实时监控的有力工具。

  此外,单细胞研究中心与多个企业与临床机构进行了深入的应用合作,示范了RACS在医学快检、细胞工厂筛选、生物资源挖掘、生态过程监控等领域的广泛应用。该系统还将拓展拉曼组大数据网络,示范针对各种细胞类型的单细胞拉曼分选与测序,更好地服务于细胞科学与生物技术产业。

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    青能所首台单细胞拉曼分选及测序耦合系统、单细胞拉曼分选仪

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