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    活体单细胞淀粉含量检测方法

     利用单细胞拉曼光谱技术在单个细胞精度定量监测微藻产淀粉过程

       

        高等植物和微藻能够利用光能将水和二氧化碳转化成淀粉等高能化合物,从而生产粮食和生物燃料。因此,高产淀粉细胞工厂的选育具有重要意义。目前,定量测定细胞中淀粉含量的方法通常包括破坏性的细胞处理过程、酶(或酸)介导的水解、水解产物的定量等多个环节,不仅需要大量细胞,且操作步骤繁琐、耗时耗力、成本较高,极大地限制了淀粉含量的高通量筛选。此外,传统方法通常无法检测自然界中大量存在的难培养微生物中的淀粉含量。 

      近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞研究中心助理研究员籍月彤、硕士研究生何曰辉等利用该中心研制的活体单细胞拉曼分选仪原型机(Raman-activated Cell SorterRACS),通过单细胞拉曼光谱的快速采集和分析,发明了一种快速、非侵入性、不须标记、以单个活体细胞为单位的淀粉定量检测方法,为富含淀粉的种质资源选育提供了一种崭新手段。该工作发表在新一期的Biotechnology Journal上。 

      研究人员以478 cm-1拉曼峰强度作为细胞淀粉含量的定量标记对莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)以及工业常用藻株小球藻(Chlorella pyrenoidosa)进行了淀粉含量检测,证明该方法与传统试剂盒法测定结果相关系数(R2)达0.99。该方法无需破壁等繁琐预处理,信号测量时间仅需两秒,基本无耗材消耗,仅需个别细胞或纳升级样品。同时,该方法不需经过细胞纯化与培养环节,能将微藻种质淀粉含量筛选时间从几天缩短至几分钟。此外,该方法还能对难培养微生物资源进行检测并基于淀粉含量进行单细胞分选,从而极大地拓展了应用空间。 

      上述研究得到了科技部合成生物学863项目和中科院“能源微藻生物炼制”创新团队国际合作伙伴计划等支持,由徐健研究员和黄巍研究员共同主持完成,华东理工大学李元广教授团队也参与了该研究。

     

     

    原文链接: 

    Ji YT, He YH, et al, Raman spectroscopy provides a rapid, non-invasive method for quantitation of starch in live, unicellular microalgae. Biotechnology Journal, 2014. DOI: 10.1002/biot.201400165 

    http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/biot.201400165/abstract;jsessionid=50DF1F9336146F0BE83EDC27A0C678F9.f04t02

     

     

     

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