高等植物和微藻能夠利用光能將水和二氧化碳轉化成淀粉等高能化合物,從而生產糧食和生物燃料。因此,高產淀粉細胞工廠的選育具有重要意義。目前,定量測定細胞中淀粉含量的方法通常包括破壞性的細胞處理過程、酶(或酸)介導的水解、水解產物的定量等多個環節,不僅需要大量細胞,且操作步驟繁瑣、耗時耗力、成本較高,極大地限制了淀粉含量的高通量篩選。此外,傳統方法通常無法檢測自然界中大量存在的難培養微生物中的淀粉含量。 

　　近日,中國科學院青島生物能源與過程研究所單細胞研究中心助理研究員籍月彤、碩士研究生何曰輝等利用該中心研制的活體單細胞拉曼分選儀原型機(Raman-activated　Cell　Sorter,RACS),通過單細胞拉曼光譜的快速采集和分析,發明了一種快速、非侵入性、不須標記、以單個活體細胞為單位的淀粉定量檢測方法,為富含淀粉的種質資源選育提供了一種嶄新手段。該工作發表在新一期的Biotechnology Journal上。 

　　研究人員以478cm-1拉曼峰強度作為細胞淀粉含量的定量標記對萊茵衣藻(Chlamydomonas　reinhardtii)以及工業常用藻株小球藻(Chlorella　pyrenoidosa)進行了淀粉含量檢測,證明該方法與傳統試劑盒法測定結果相關系數(R2)達0.99。該方法無需破壁等繁瑣預處理,信號測量時間僅需兩秒,基本無耗材消耗,僅需個別細胞或納升級樣品。同時,該方法不需經過細胞純化與培養環節,能將微藻種質淀粉含量篩選時間從幾天縮短至幾分鐘。此外,該方法還能對難培養微生物資源進行檢測并基于淀粉含量進行單細胞分選,從而極大地拓展了應用空間。 

　　上述研究得到了科技部合成生物學863項目和中科院“能源微藻生物煉制”創新團隊國際合作伙伴計劃等支持,由徐健研究員和黃巍研究員共同主持完成,華東理工大學李元廣教授團隊也參與了該研究?！?/span>

　　圖1、利用單細胞拉曼光譜技術在單個細胞精度定量監測微藻產淀粉過程 

　　原文鏈接: 

　　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