iMeta | 拉曼组原理的益生菌单细胞质检技术

发布人

iMeta | 青岛能源所徐健组与中国食品发酵工业研究院、东海药业有限公司合作发明基于拉曼组原理的益生菌单细胞质检技术
 
针对益生菌产品的单细胞快速鉴定、原位活力和活性检测以及基于基因组的来源追踪
Single‐cell rapid identification, in situ viability and vitality profiling, and genome‐based source‐tracking for probiotics products
DOI：https://doi.org/10.1002/imt2.117
发表时间：2023年5月25日
第一作者：张佳；任立辉；张磊；公衍海
通讯作者：徐健(Jian Xu) xujian@qibebt.ac.cn；姚粟(Su Yao) su.yao@china-cicc.org；崔云龙(Yulong Cui) cuiyunlong@qdeastsea.cn
合作作者：张佳#；任立辉#；张磊#；公衍海#；徐腾；王晓航；郭成；翟磊；于学健；李映；朱鹏飞；陈荣泽；荆晓艳；荆公超；周世奇；徐铭悦；王琛；牛长凯；葛媛媛；马波；尚改双；崔云龙*；姚粟*；徐健*
主要单位：
青岛生物能源与过程研究所
东海药业有限公司
中国食品发酵工业研究院 
青岛星赛生物科技有限公司 
山东省能源研究院
青岛新能源山东省实验室 
中国中科院大学
中国海洋大学
中国联合网络通信股份有限公司青岛分公司
 
 
 
 
亮点


·      本文研发了一种免培养、单细胞水平、表型-基因组结合的策略，称为单细胞鉴定、原位活力和活性检测以及溯源（SCIVVS），用于快速评估益生菌产品的质量。
·      SCIVVS可实现平均高达93％的鉴定准确率，并精准量化细胞活力、代谢活力以及细胞异质性。
·      同时，针对乳酸杆菌、双歧杆菌或链球菌等不同种益生菌，均能产出高质量的单细胞基因组（覆盖度可高达99.4%），从而完成精准溯源。
·      SCIVVS比传统方法快20倍，而成本仅为传统方法的1/10，能自动化、一站式地完成产品中每个物种的细胞活力、细胞异质性测量。
·         SCIVVS是一种新的技术标准，可以改变现有益生菌和其他活细胞产品的质检、过程监测以及知识产权保护。
摘要
	益生菌产业市场规模的的快速扩大要求快速、灵敏、全面且低成本的质量评估方法。本研究介绍了一种无需培养、单细胞水平、表型-基因组结合的策略，称为单细胞鉴定、原位活力和活性检测以及溯源（SCIVVS）。基于21种法定益生菌物种的参考SCRS数据库，可以根据单细胞拉曼光谱（SCRS）的指纹区域的不同，直接从益生菌产品出发，以93％的准确率完成菌种级别的鉴定；根据C-D峰可以准确量化细胞活力、代谢活力以及细胞异质性；对于溯源，可以利用拉曼激活单细胞分选技术（scRACS-Seq），精确的将单个细胞的基因组组装，可达到约99.40％的基因组覆盖率。最后，我们验证了自动化采集的SCIVVS一体化工作流程，整个过程除测序外只需五个小时就可以完成质检。SCIVVS比传统方法快20倍，而成本仅为传统方法的1/10，能自动化、一站式地完成产品中每个物种的细胞活力、细胞异质性测量，有望形成新的技术标准。
 
关键词：益生菌、质量评估、鉴定、活力、拉曼激活细胞分选（RACS）、单细胞测序

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