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科技日?qǐng)?bào)記者 宋迎迎 通訊員 張佳

6月2日，科技日?qǐng)?bào)記者從中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所（以下簡(jiǎn)稱“中科院青島能源所”）獲悉，該所聯(lián)合中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院等，開發(fā)了基于拉曼組原理的益生菌單細(xì)胞質(zhì)檢技術(shù)SCIVVS，為快速、準(zhǔn)確、全面、低成本的益生菌產(chǎn)品質(zhì)檢提供了全新的解決方案。相關(guān)成果近日發(fā)表于iMeta雜志。

長(zhǎng)期以來，益生菌質(zhì)檢大多依賴于分離培養(yǎng)或元基因組測(cè)序，存在耗時(shí)長(zhǎng)、成本高、復(fù)合益生菌產(chǎn)品深度質(zhì)檢困難等瓶頸。針對(duì)這一瓶頸，中科院青島能源所單細(xì)胞中心聯(lián)合中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院、青島東海藥業(yè)和青島星賽生物等團(tuán)隊(duì)，基于拉曼組原理，開發(fā)了一種名為SCIVVS的單細(xì)胞精度益生菌質(zhì)檢技術(shù)。

針對(duì)益生菌產(chǎn)品，SCIVVS提取所有細(xì)胞進(jìn)行重水飼喂和單細(xì)胞拉曼光譜的高通量采集。在每一張拉曼光譜上，利用其指紋區(qū)，基于與益生菌單細(xì)胞拉曼光譜參照數(shù)據(jù)庫的比對(duì)，快速完成每個(gè)細(xì)胞的種類鑒定環(huán)節(jié)。通過構(gòu)建21種法定可食用益生菌的標(biāo)準(zhǔn)菌株拉曼光譜數(shù)據(jù)庫，SCIVVS可實(shí)現(xiàn)平均高達(dá)93%的分辨準(zhǔn)確度。同時(shí)，利用其重水利用峰（C-D峰），則可針對(duì)每個(gè)物種，量化每個(gè)細(xì)胞的活性、代謝活力等。進(jìn)而可通過拉曼激活單細(xì)胞分選技術(shù)，快速獲得目標(biāo)種類或目標(biāo)代謝活力的單細(xì)胞，從而對(duì)接下游單細(xì)胞全基因組測(cè)序或培養(yǎng)。

為了支撐SCIVVS，中科院青島能源所和青島星賽生物合作，成功研制單細(xì)胞拉曼光鑷分選儀、高通量流式拉曼分選儀。運(yùn)用單細(xì)胞拉曼光鑷分選儀，研究人員直接從純種或復(fù)合益生菌產(chǎn)品出發(fā)，在5個(gè)小時(shí)之內(nèi)，完成了精確到每個(gè)物種的活細(xì)胞計(jì)數(shù)、活力定量和活力異質(zhì)性測(cè)量。同時(shí)，針對(duì)乳酸桿菌、雙歧桿菌或鏈球菌等各種益生菌，均能產(chǎn)出高質(zhì)量的單細(xì)胞基因組（覆蓋度可高達(dá)99.4%），從而完成精準(zhǔn)溯源。

對(duì)比目前的益生菌產(chǎn)品質(zhì)檢方法，SCIVVS具有快速、準(zhǔn)確、全面、低成本、易于自動(dòng)化等優(yōu)勢(shì)，較傳統(tǒng)方法快20倍以上，而成本僅為傳統(tǒng)方法的1/10，且能免培養(yǎng)、高精度、自動(dòng)化、一站式地完成產(chǎn)品中每個(gè)物種的活細(xì)胞計(jì)數(shù)、活力定量、活力異質(zhì)性測(cè)量和溯源，有望形成新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

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