近期,青島市科技局專家組來我所對青島市創業創新領軍人才項目“活體單細胞拉曼分選儀的產業化開發”(13-CX-14)進行了現場結題檢查。研究所黨委副書記許輝致辭,單細胞研究中心研究員徐健作了項目結題匯報。驗收專家組認真聽取了項目匯報,并現場驗收了單細胞拉曼分選儀以及配套芯片,專家組一致認為該項目完成了立項要求的各項研究任務,達到了技術指標和經濟指標的驗收要求,經費支出合理,項目管理規范。近日,該項目正式通過驗收,并獲得項目后期全額資助經費。

經過三年的項目實施,項目組設計并制造了首臺單細胞拉曼分選儀工程化樣機(RACS-Mini)。與現有的基于細胞熒光信號的熒光流式細胞分選儀(FACS)原理和方法均不同,RACS基于對單個細胞的拉曼化學指紋圖譜(細胞生化信息)的獲取并與參照細胞拉曼數據庫比對,從而實現不依賴于培養,能夠原位、高通量地分選具有特定生化狀態的單細胞。因此,與FACS相比,RACS的核心優勢在于:對細胞生化信息及其變化敏感、不需預知生物標識物、不需標記細胞、非侵害性的活體檢測、對任何細胞都適用等。
在前期發明的單細胞流式分選(RAMS)和單細胞微液滴分選(RADS)等核心器件的基礎上,項目組搭建完成了激光聚焦、顯微成像、精確定位、共焦信號收集四大模塊,并通過系統內部器件的整合及優化,實現了儀器整體結構的模塊化、簡潔化與小型化。同時,研究人員開發了自動化細胞拉曼光譜采集系統、拉曼組數據分析系統、單細胞拉曼光譜數據庫等儀器軟件。在此基礎上,針對細菌、真菌、微藻、植物細胞、人體細胞等多種細胞類型,完成了拉曼組數據采集、單細胞拉曼分選、拉曼激活單細胞測序等關鍵環節的儀器測試,達到了預期設計指標。申請專利11項,獲得專利授權5項,軟件著作權5項,參與起草《工業微生物菌株質量評價拉曼光譜法》國家標準,發表相關方法學與應用示范論文15篇。

RACS-Mini工程化樣機的研制成功,將直接支撐細胞工廠篩選、致病菌快檢及耐藥性快檢等創新應用,并在海洋生物資源挖掘、生物能源與材料、發酵工業、衛生保健、環境修復、食品安全等領域具有廣泛的拓展潛力。
該項目還得到了中科院高通量細胞分析STS項目、中科院科研裝備研制項目和海洋單細胞光學工程聯合實驗室的大力支持。(文/圖 籍月彤)