【儀表網 儀表研發】單細胞分析已成為生命科學的有力工具，原位樣品在單個細胞精度的識別、分選、測序/鑒定對于深入解析微生物組的結構和功能具有重要作用。青島能源所單細胞中心與青島星賽生物合作，成功開發微生物單細胞自動分選系統EasySort AUTO，可將常規顯微鏡升級為微生物單細胞的智能化、自動化分選裝置，并利用酵母和大腸桿菌細胞示范了單細胞分選—測序/培養的全流程，為微生物資源的探測和挖掘提供了有力手段，該研究成果近日發表于《微生物》mLife雜志。
 

EasySort AUTO的“慧眼”和“巧手”服務微生物組資源挖掘
 

　　微生物組(亦稱菌群)在自然界及人體中無所不在，它們蘊含著精準健康、碳減排、環境保護、清潔能源等當今人類社會重大挑戰的解決方案。然而，微生物細胞尺寸小，操控難度大，單個細胞的識別與分選極具挑戰性；同時，菌群中的龐大的細胞數量讓原位、單細胞層面的菌群研究對于自動化、高通量的需求尤為迫切。
 

　　針對上述問題，單細胞中心刁志鈿博士、闞凌雁工程師、趙怡龍工程師帶領的研究小組，基于青島星賽生物的單細胞微液滴分選系統EasySort Lego，開發了新一代人工智能輔助的微生物單細胞自動化分選系統EasySort AUTO。經測試，系統搭載的AI輔助圖像識別算法可以智能化、自動化地識別目標細胞，準確率達80%；系統嵌入的光鑷技術可以捕捉并精準操控目標細胞；最后，基于界面接觸的微量液體分離專利技術，目標細胞能夠以單管單細胞(One-Cell-One-Tube)的形式自動收集于PCR管中，通量為~120細胞/小時，單細胞率高于93%。該系統分選的目標單細胞可以直接開展單細胞測序、培養等工作，單細胞測序成功率高于84.2%，酵母細胞和大腸桿菌單細胞培養的成功率分別為~85%和~80%。
 

　　此外，EasySort AUTO的設計還具備三個顯著特點：1)廣譜適用性，由于光鑷可以操控不同尺寸的細胞，該系統廣泛適用于各類單細胞的分離、分選、培養及測序實驗；2)靈活性，該系統采用模塊化的設計，可通過安裝“巧手”—光鑷模塊和自動收集模塊，將生物實驗室常見的正置顯微鏡升級為單細胞分選裝置；3)高活性保持，分選后的目標細胞具備較高的活性和DNA/RNA質量。
 

　　單細胞中心長期致力于微生物單細胞技術開發、裝備研制和產業化，前期和青島星賽生物合作已陸續推出高通量流式拉曼分選儀(FlowRACS)、臨床單細胞拉曼藥敏快檢儀(CAST-R)、單細胞拉曼光鑷分選儀(RACS-Seq)、單細胞微液滴分選系統(EasySort)等產品，并已進入市場。作為EasySort儀器系列的新成員，EasySort AUTO的設計聚焦在為顯微鏡的“慧眼”提供一雙自動的“巧手”，使得顯微鏡可以智能化發現目標單細胞，并自動化分離獲取。基于上述創新，EasySort AUTO系統將以便捷的操作、靈活的組裝、自動化的細胞收集、目標細胞的高活性保持等優勢為微生物單細胞的分選工作提供特色解決方案。
 

　　該工作由單細胞中心馬波研究員和李遠東工程師主持，與青島星賽生物合作完成，得到了國家重點研發計劃的資助。(文/刁志鈿，圖/劉陽)