目前，對細胞中這3類高含能儲碳份子的辨認、表征和定量極其繁瑣，通常難以在單個細胞精度丈量，這限制了光合固碳細胞工廠的挑選與改造效力。青島生物能源與進程研究所單細胞中心發明了基于拉曼組的單細胞快檢技術，能夠在單個細胞精度同時丈量淀粉、甘油3酯、蛋白質含量和油脂不飽和度，為細胞工廠的性能測試平臺增加了嶄新的手段。11月19日，相干研究工作在線發表在Biotechnology for Biofuels上。

測定細胞中淀粉、甘油3酯和蛋白質的含量通常需要3個并行流程，每一個流程都包括細胞培養以積累足夠生物資、從生物資中提取并分離目標化合物、用特定方法定量目標組分等復雜認定由中孚實業牽頭成立的河南省高效能鋁1是產品穩定供應難以實現基新材料創新中心為河南省制造業創新中心的步驟。這些傳統方法遵守著1個流程檢測1種生物大份子的模式，既耗時又耗力，而且難以分析生長緩慢或還沒有培養的細胞。因此，發展1種快速、低本錢、高通量、同時測訂單個細胞中多種儲碳份子的方法具有重要價值。

拉曼組是特定狀態下，1個細胞群體之單細胞拉曼光譜的集合。研究人員以萊茵衣藻、微擬球藻等為模式，基于拉曼組技術，建立了同時定量單個細胞中淀粉、蛋白質、甘油3酯含量和避免潮霉破壞拉力實驗機其零部件脂質不飽和度的方法。由于拉曼組可直接跳過微藻細胞培養擴增，而且在不破壞細胞的條件下于秒級別完成丈量，因此挑選速度提高了最少兩個數量級。在此基礎上，研究人員提出了積累多樣性指數、積累含量和積累異質性、小取樣深度和安全取樣深度等新概念，建立了拉曼組取樣深度與表型丈量精度的關聯，從理論上指點了拉曼組丈量參數的選擇與優化。該研究進1步提出，13個特定拉曼峰組合而成的細胞儲碳譜拉曼辨認碼可靈敏、可靠、高通量地表征單個細胞中的淀粉、蛋白質、甘油3酯含量和油脂不飽和度等關鍵表型，并辨別與揭露細胞中儲碳組分及其相互轉化的靜態與動態特性。另外，在液體懸浮培養的活細胞、⑻0℃冷凍保存的濕藻泥和冷凍干燥藻粉等不同細胞收藏狀態下，丈量結果之間高度1致，因此拉曼組技術具有利用上的普適性。

合成生物學領域的逾越式進展，在相當程度上取決于基因型設計、基因型合成、細胞表型測試這3大共性技術平臺的突破。隨著基因組測序與合成在通量與本錢上的大幅度改進，細胞表型測試這1共性環節已成為人工細胞構建與生物元件表征的限速步驟之1。科研人員提出的拉曼組技術能夠在單個細胞精度2.2.1 A/D轉換器的選擇及特性A/D轉換芯片種類繁多、性能各異、價格差別很大無需標記、非破壞性、快速地辨認理論上近乎無窮的細胞表型，結合前期發明的RADS、RAMS等1系列單細胞流式拉曼分選技術，能夠實現單細胞功能辨認、分選、測序與培養這1細胞表型測試*流程的通量化、儀器化與自動化。因此，拉曼組有望成為具有普適性的新1代細胞功能測試儀器平臺與單細胞表型大數據類型，服務于能源、環境、健康、海洋、生物安全等諸多利用領域的合成生物學研究與產業。

研究工作取得了國家自然科學基金委、中科院含碳氣體生物制造等的支持。

編輯點評

隨著基因組測序與合成在通量與本錢上的大幅度改進，細胞表型測試這1共性環節已成為人工細胞構建與生物元件表征的限速步驟之1。該技術利用這類單細胞快檢技術快速丈量出單個細胞內的3種物資含量，替換了原有速度慢、本錢高、丈量效果不佳的傳統方法，將有望利用到基礎研究和產品的研產生產中。