全球首台活体单细胞拉曼分选仪问世

　　近日，中科院青岛生物能源与过程研究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”通过了评审验收，这标志着全球首台活体单细胞拉曼分选仪在中国研制成功。

　　该研究是在青岛能源所研究员徐健和兼职研究员、英国谢菲尔德大学黄巍主持下，通过所企联合攻关完成的。项目组此次研发的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。该分选仪可实现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毫秒;还可完成基于拉曼图谱的细胞种类及生长状态快速鉴别等多项任务。

　　该仪器的核心优势在于，对细胞生化信息及其变化敏感，无须预知生物标识物，无须标记细胞，可进行原位和非侵害性的活体检测等。此项技术将对单细胞生物技术和单细胞基因组的研究产生积极的贡献。

　　项目组利用该仪器，已经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研究中取得初步成果，并建立起应用示范技术参照方法和数据分析流程。

　　据了解，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发挥重要作用。

青岛能源所首台“活体单细胞拉曼分选仪”样机通过验收

　　背景新闻：

　　日前，受科技部条财司委托，中国21世纪议程管理中心在北京组织专家对中国科学院青岛生物能源与过程研究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”项目进行验收，标志着研究所基于自主技术开发的首台“活体单细胞拉曼分选仪”通过科技部验收。

　　验收专家听取了项目组的工作总结汇报、审查了验收材料，认为项目组基于自主开发的“活体单细胞拉曼分选仪”开展的各项工作完全符合任务书下达的全部考核指标，一致同意项目通过验收。

　　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”(“Raman-Activated Cell Sorter”，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已可实现的功能包括：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1-100ms;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。

　　与现有的基于细胞荧光信号的荧光流式细胞分选仪(“Fluorescence-Activated Cell Sorter”，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(或指定)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，并建立起应用示范技术参照方法和数据分析流程，为未来对细胞表型鉴定及功能微生物筛选奠定了基础。