道生物样取仪

“没想到鼠标一点就能找到我们所需要的科研设备，”新年伊始，青岛爱德检测科技有限公司负责人表示，他们通过登录青岛科技城刚刚开通的企业公共服务平台，与中科院生物能源所达成协议，用上了该所的荧光显微镜等实验设备，为公司节省了大批购买设备的资金。据悉，由青岛高科园管委建立的企业公共服务平台日前开通，该平台已收集共享仪器设备150余台，并针对园区海洋生物制药企业集中的特点，单独辟出“GMP生产线”板块，提供公共服务。　　省钱上企业服务平台　　要省钱，上科技城企业服务平台，这已经成为青岛科技城企业的一种意愿，不仅仅是青岛爱德检测科技有限公司。记者登录青岛科技城官方网站的企业服务平台板块看到，在这里注册登记的规模以上企业和重点中小企业达到110家，该平台根据青岛产业特点，将这些企业划分为家电电子、装备制造、生物医药、能源、新材料、轻工业和服务业七个子版块。　　记者注意到，在每一个产业集群的设备资源库里，都有不少可以共享的设备。像在生物医药资源设备中，就包括气相色谱仪、高效液相色谱仪等。　　目前，青岛高科园生物医药企业相对集中，但是产业规模小、实力弱的企业占据大多数。为缓解这些企业科技研发所需要的设备难题，本次投入运营的企业服务平台单独设立了“GMP生产线”板块。该板块依托青岛市首个生物公共技术服务平台——生物医用材料中试基地，为需要GMP标准环境的生物企业提供中试平台。　　“我们这个GMP生产线设计了十万级、万级和局部百级不同净化级别的区域，为不同需求的生物医药企业提供服务，”据青岛高科园生物医用材料中试基地有关人士介绍，目前，已有青岛博益特生物材料有限公司、青岛剑桥湾生物医药科技有限公司等企业入驻基地并使用GMP生产线。此次在企业服务平台实现共享，就是希望借助这一平台扩大影响，吸引与更多的区域内中小生物医药企业的合作。　　海洋生物仪器可全球共享　　据悉，目前，青岛科技城公共服务平台共享设备达到151台，其中用于科研实验的仪器达到140台，主要用于生产的设备与生产线11套。由于该平台依托于科技城官网，在互联网上发布信息，因而平台共享的仪器信息可直达国内外。　　“以海洋生物医药设备仪器共享平台为例，该平台已有30多家企业提供共享设备，像澳海生物、海大兰泰药业、海尔正大药业等药企的闲置设备信息都能在这里查到，”青岛高科园管委有关人士介绍，与此同时，该平台是国家火炬计划项目，其影响力和开放性更大，信息传播的速度更快，知晓的企业更多，这对于提升我市药企的设备利用率和降低设备使用方的费用支出都有利。　　据青岛高科园管委有关负责人介绍，由于青岛科技城公共服务平台刚刚正式运营，其服务对象主要以园区企业为主，服务功能主要包括共享公共信息和科研仪器、生产及检测设备。就运营初期而言是足够了，但是下一步无论是服务对象，还是服务功能都需要进一步扩大。　　“近期我们将把服务平台的覆盖范围扩大到所有规模以上企业，服务项目扩大到技术成果交易、人才流动等领域，”这位负责人表示，特别是在目前已经比较成熟的仪器设备共享领域，要尽早出台并实施辖区内仪器利用补贴政策，加大闲置设备的利用率，减轻企业的资金负担。

近日，天木生物DREM cell设备助力中国农大、清华大学完成蜜蜂肠道微生物单细胞高通量培养，实现菌株级别功能多样性研究。 各种不同的生态系统都存在微生物群落，典型的微生物群落包括土壤、海洋或江湖等环境微生物以及人体或动物肠道微生物等。其中，肠道微生物群越来越引起人类的重视，越来越多的证据表明人体肠道微生物群的组成和活性变化与多种疾病和生态表型有关，如糖尿病、肥胖、结肠炎和严重抑郁症等。因此，若研究肠道微生物与宿主的关系，则能够更好地了解肠道共生体对疾病的作用机制，指导从肠道微生物角度出发的新的治疗方法和策略的构建，以达到治疗或预防疾病的目的。 今年6月份，中国农业大学的郑浩团队和清华大学的张翀团队在 Microbiome 上发表了名为“Strain-level profiling with picodroplet microfluidic cultivation reveals host-specific adaption of honeybee gut symbionts”的研究论文，使用高通量皮升级液滴微流控细胞分选仪（DREM cell）开发基于液滴的微流控技术培养蜜蜂肠道微生物，验证了微流控液滴平台在肠道微生物培养组学中的可行性，为更复杂微生物群落的大规模研究铺平了道路。 （来源：Microbiome） 传统培养方式限制测序技术深入研究微生物的基因型和表型多样性复杂微生物群由多种微生物组成，这些微生物是多物种复合体的一部分。尽管属于同一属和种的微生物拥有一个共同的、且对于细胞功能和物种的生存至关重要的核心基因组，但它们仍然拥有相当数量的菌株特异性基因，导致它们在生理和毒性特性等方面的不同表型，这些差异菌株可能会在不同程度上改变肠道微生物群的功能，进而影响到宿主健康。 因此郑浩表示：仅在物种水平上研究微生物群落是不够的，需要深入调查基因型和表型的多样性。培养是微生物研究的基础方法之一，但实际上由于培养条件的不适合，或是缺少互利共生的个体，很少有微生物可以在实验室条件下轻松培养，对于复杂群落而言，往往也只能成功实现其中一部分占多数的，或快速生长菌株的有效表征，并且传统的培养方式通常是低通量的，丰富的菌株多样性往往会在这个过程中被掩盖。 幸运的是，越来越强大的测序技术出现了，该技术可更深入、更清楚地了解共生肠道微生物组的结构、功能和多样性。16S rRNA 基因测序（16S rRNA gene sequencing）和鸟枪法宏基因组测序（Shotgun metagenomic sequencing）是当前用于微生物群落分析的两种主要工具。 16S rRNA 基因测序一般用于通过选择性扩增和测序微生物 16S rRNA 基因的高变区来识别和分类微生物，可以通过相对少量的原始读长来获得有代表性的细菌分类学估计。其具有高通量，成本低的特点，并拥有相当多成熟的生物信息学工具。但这种方法的主要限制为分类群是根据基因组的单个区域的序列分配的，这导致了分辨率不足。此外，扩增引物的选择也影响很大，一些引物已被证明会导致特定分类群的代表性过高或过低，这可能导致对分类单元的表示存在潜在偏差。 鸟枪法宏基因组测序对从整个微生物群落中分离出来的所有微生物的基因组进行测序。它的优势在于通过收集有关广泛基因组区域的序列信息，能够支持在物种水平上进行更准确的定义，提供更高的分类分辨率。同时还能支持进一步进行菌株水平的重建，得到新的基因或基因组，并对它们进行功能注释和途径预测以产生微生物群落的详细描述。但这种方法成本较高，需要深度测序获得更高的覆盖度以达到令人满意的分辨率，以及更复杂的下游分析。“虽然基于测序的方法不限于可培养的微生物群，但 16S rRNA 基因测序方法在种内分析的分辨率上仍然极其有限，并且可能会被每个基因组的 16S rRNA 基因的多个不同拷贝混淆，这同样会造成对实际存在于环境中菌株功能的误判；鸟枪法宏基因组测序通过考虑更多标记基因或全基因组来提供更多信息，目前也已经开发了许多工具来分析宏基因组数据来解决这些问题，但来自取样时间的或空间的偏差往往需要更深的测序深度来弥补，但这也带来了急剧升高的成本。”郑浩说道。 液滴微流控平台可克服传统培养方式的缺陷因此，若有一种培养方法可突破传统培养方式的局限，则会大大减轻测序技术的压力。基于液滴的微流控平台或许是个不错的选择。液滴微流控微流控（Microfluidics）是指一种在微米尺度空间对流体进行操控的技术，在该技术下可以将化学、生物等实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米芯片上，因此又被称为“芯片实验室”。作为微流控芯片研究中的重要分支，液滴微流控是一种在微尺度的通道内利用流动剪切力或表面张力的改变，将两种互不相溶流体中的离散相流体分割成纳升级及以下体积的微液滴，并驱动微液滴运动对其进行操控的技术。张翀表示：基于液滴微流控的特征，我们可以通过在直径为数十至数百微米并由不混溶的油和工程表面活性剂分割的介质液滴种划分微生物来消除群落培养中过度生长的快速增长种群的影响。由于微制造的物理孔或通道不会限制液滴，因此可以快速创建数百万个独立的培养系统实现单个肠道微生物体的高通量培养。这极大克服了传统培养方式的缺陷，为通过培养来表征来自肠道共生体的稀有类群提供了机会。为了证明微流控液滴平台在肠道微生物群研究中的可行性，郑浩和张翀团队将蜜蜂作为研究对象。原因是与其他动物相比，蜜蜂的肠道细菌简单且稳定，宏基因组分析也表明，虽然蜜蜂肠道由数量有限的细菌系统发育型组成，但仍然存在显著的菌株水平多样性，个别菌株具有独特的基因组潜力和关键能力，这些能力在功能上与宿主的营养代谢和健康相关，为在菌株水平分析肠道共生体与宿主关系提供了很好的模型。具体做法如下：首先，构建了一个微流体液滴平台，并产生了用蜜蜂肠道中的单个细菌细胞包裹的液滴；随后，收集液滴并进行孵育培养，确定了液滴中微生物的生长能力，宏基因组分析揭示了与常规测序方法相比蜜蜂肠道更高的菌株水平多样性，证明了微流体平台在分离和富集稀有微生物菌株方面的潜力。▲图丨微液滴生成（来源：郑浩）最后，结合分箱策略，得到了蜜蜂肠道微生物的大量基因组草图，并进行了功能预测和比较基因组分析。对双歧杆菌属的分析揭示了潜在分类单元的存在，它们在跨膜运输、肌醇利用以及多糖利用方面存在丰富的菌株多样性。研究人员还得到了来自 Lactobacillus panisapium 的新菌株，该菌种在以往的研究中被认为特异性来源于中华蜜蜂；通过进一步的基因组比较，发现来自西方蜜蜂的菌株中独特地含有一组与饮食阿拉伯糖利用相关的代谢基因簇，包括araf43A, rafB, abfA 和abfB，这可能与它对不同蜜蜂宿主的适应密切相关。 ▲图丨微流控液滴中蜜蜂肠道细菌的单细胞封装和培养（来源：研究论文）“总体而言，结果证明了基于液滴的培养在研究蜜蜂肠道微生物多样性方面的适应性，同时这种方法也有潜力适用于其他复杂群落，在稀有类群的获得以及功能鉴定方面发挥作用。”张翀说道。他补充道，对于肠道微生物，当前的研究主要集中在特定培养基质下的微流体液滴培养，结合 16s rRNA 扩增子测序以研究肠道微生物个体的膳食碳水化合物代谢或抗生素耐药性。我们的研究则着重于通过隔离培养以富集在常规状态下难以检测的稀有类群，结合宏基因组的测序和分析，以较高通量实现对肠道稀有微生物的发现，以及代谢途径和功能预测，提供关于宿主和肠道共生体关系的崭新理解。“未来，我们可能会通过调整液滴大小、改善培养条件和测序方法来研究肠道真核微生物，并实现对单胞的高通量识别，这将进一步扩大我们对肠道复杂成员的理解。同时，我们的流程也可以进一步应用于人类肠道共生体的研究，扩展对人类肠道稀有类群以及它们与健康关系的认知和了解。”相关产品 研究团队所使用的液滴微流控细胞分选仪（DREM cell）是天木生物基于液滴微流控技术开发的皮升级液滴微流控单细胞分选平台，可将待筛选细胞进行包被形成单细胞微液滴，结合荧光筛选模型，可以在细胞水平完成微生物的高通量分离、培养、检测、分选等。 ▲图丨液滴微流控细胞分选仪（来源：天木生物） ‍ 高通量皮升级液滴单细胞分选系统（DREM cell）相比于传统筛选方法，筛选效率可提升1万倍，试剂消耗量可下降至百万分之一，在筛选通量显著提升的同时，单克隆筛选成本大幅度降低。该仪器不仅可广泛应用于细菌、酵母、动物细胞等的高通量筛选，还可以应用于蛋白、核酸、抗体等生物大分子筛选等相关研究领域。 项目技术参数液滴体积1-1000pL荧光激发与检测可选波段：（1）激发波长488nm，检测波长525±15nm，灵敏度1μM荧光素/单液滴（2）激发波长532nm，检测波长578±11nm，灵敏度100nM试卤灵/单液滴液滴生产频率0-10000个/s液滴分选频率0-1000个/s微注入速度0-1000个/s样品低温控制系统4℃恒温控制，±0.5℃工作环境常压状态下，室温，30%≤湿度≤80%，洁净暗室整机功率600W应用范围细胞、酵母、细菌、蛋白、核酸等 参考资料：1.https://blog.csdn.net/woodcorpse/article/details/125118043具有菌株分辨率的高通量、单微生物基因组学，应用于人类肠道微生物组|科学 (science.org)

涉毒案件中常用的生物检材主要有血液、尿液、唾液及毛发等。生物检材中的毒物具有量少浓度低的特点，且基质较为复杂，因此对检材进行合适的处理对分析结果的准确性至关重要。常用的生物检材前处理手段包括稀释、蛋白沉淀、固相萃取、固相微萃取、液-液萃取等，通过这些手段的使用，达到生物检材的净化、浓缩等效果。出于实际操作的方便性、处理效果及使用成本等，在司法刑侦领域的许多鉴定规程中多用液-液萃取作为前处理手段。作为一种经典的前处理手段，传统的液-液萃取面临众多的挑战，具体表现在：1、人工操作过程耗时费力，需要上盖、混合、震荡、离心、蒸干等步骤，操作繁琐；2、人工操作制取样品平行性差；3、混合之后开盖、转移有机相等造成交叉污染的风险和几率上升；4、生物检材中的未知成分造成实验人员生物感染风险增加；5、萃取试剂如乙醚、乙酸乙酯等不可避免的会对实验人员造成身体伤害，长期积累会造成不可估量的健康危害。 作为全球著名的分析仪器厂商，岛津公司自 1875 年成立以来，始终秉承“以科学技术向社会做贡献”的宗旨，不断钻研领先时代、满足社会需求的科学技术。针对近年来不断增加的涉毒案件鉴定等分析检测问题，岛津公司实时推出了自动检材前处理装置 ATLAS-USIS。ATLAS-USIS 是桌面级检材萃取平台，主要用于液-液萃取相关的检材处理工作，例如生物检材中的药物、毒物萃取。经过简单设定即可快速展开自动化的检材处理工作，仪器兼顾样品制备的效率、准确度和样品制备全流程的自动化检材萃取能力，可轻松应对 GC、GC/MS、LC、LC/MS 等分析仪器对样品洁净度、样品浓度的需要。同时，针对当前刑侦、法医、毒理等相关领域通常需要分析的化合物，岛津公司又推出“药物毒物快速筛查方法包”，其中包含液相分离条件、化合物 MRM信息和二级质谱图等，使用简易定量法，以用于检测正离子的 Diazepam-d5 及用于检测负离子的 Phenobarbital-d5 作为内标，只需准备两种内标，无需准备标准检材，即可进行司法刑侦领域中常见的 161 种药物、毒物的同时筛查、定性和半定量分析，而且该方法包中包含的毒物种类可以根据需要方便的增加或减少。同时配合使用方法包中的 MS/MS 二级质谱库，可对产物离子扫描所得的 MS/MS质谱图进行相似度检索，有效避免假阳性。 本文集采用 ATLAS-USIS 自动前处理装置，结合岛津最新的质谱产品，参考司法鉴定技术规范，并利用岛津的药物快速筛查方法包，对尿液、唾液、血液及毛发等四个涉毒案件中常用生物检材中的药物进行了检测，汇总整理成立《全自动液-液萃取装置 ATLAS-USIS 处理法医生物检材应用文集》，希望能对公安刑侦领域的工作人员提供有益的参考和帮助。关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司，在中国全境拥有13个分公司，事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心，并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站，已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念，始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务，为中国社会的进步贡献力量。