突破微觀界限，自動(dòng)化技術(shù)引領(lǐng)微生物探索新紀(jì)元

微生物的分離與純化是微生物學(xué)中一項(xiàng)基礎(chǔ)而重要的技術(shù)，它涉及從混合微生物群落中分離出目標(biāo)微生物，并將其純化到足夠純度的程度，這一過(guò)程為微生物學(xué)研究提供了基礎(chǔ)，并在許多領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。

微生物分離、純化、保存

目的

獲得單一菌株：通過(guò)分離和純化，可以獲得單一的微生物菌株，便于進(jìn)行研究和應(yīng)用。

研究微生物特性：將微生物分離出來(lái)后，可以更準(zhǔn)確地研究其生長(zhǎng)、生理、代謝途徑、抗性等方面的特性。

提取生物活性物質(zhì)：某些微生物產(chǎn)生的生物活性物質(zhì)對(duì)醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值，而通過(guò)分離和純化可以提高生物活性物質(zhì)的純度和產(chǎn)量。

保存微生物資源：對(duì)微生物進(jìn)行保存，可以避免遺失或者混合，確保微生物資源的完整性和持久性。

因此，對(duì)微生物進(jìn)行分離、純化和保存，有利于深入研究微生物特性，并應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域具有不可替代的重要意義。

難題

在微生物菌株的篩選與挑選過(guò)程中，傳統(tǒng)的手動(dòng)挑選菌落以及文庫(kù)克隆/復(fù)制方法，不僅消耗人力，而且耗時(shí)較長(zhǎng)，此外，還要避免挑菌過(guò)程中微生物污染，并且要提供合適的微生物生存環(huán)境，然而，實(shí)驗(yàn)室空間有限，如何在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流程的同時(shí)滿足厭氧環(huán)境需求，成為了一項(xiàng)棘手難題。

解決方案 /

挑菌

在進(jìn)行適當(dāng)時(shí)間的培養(yǎng)后，稀釋的樣品在瓊脂表面形成隨機(jī)生長(zhǎng)的菌落，通過(guò)PIXL菌落高通量挑選工作站，我們可以獲得單菌落，并將其接種至孔板以進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，還可以根據(jù)菌落的大小、熒光強(qiáng)度、顏色深淺、圓度、臨近度等特征進(jìn)行篩選。

PIXL菌落高通量挑選工作站兼容SBS規(guī)格矩形平皿、90mm或150mm圓形平皿、96和384密度的普通多孔板、96和384密度的深孔板等來(lái)源板。而目標(biāo)板則包括SBS規(guī)格矩形平皿、96和384密度的普通多孔板、PCR板、深孔板、MALDI TOF板，可同時(shí)使用4種不同類(lèi)型或同種類(lèi)型的目標(biāo)板。

PIXL菌落高通量挑選工作站采用Pickup Line無(wú)菌挑菌線挑菌，一根Pickup Line可持續(xù)挑菌45小時(shí)，無(wú)需更換，特別值得一提的是，由于沒(méi)有清洗過(guò)程降速，挑菌速度可達(dá)到1000個(gè)/小時(shí)。

解決方案 /

純化

通過(guò)B.sight單細(xì)胞分選儀，我們能獲得純化的微生物細(xì)胞，這些單細(xì)胞經(jīng)過(guò)培養(yǎng)后，可儲(chǔ)存入庫(kù)，或用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)，如多糖生化鑒定、PCR擴(kuò)增及測(cè)序、MALDI-TOF微生物鑒定等。

B.sight單細(xì)胞分離技術(shù)運(yùn)用可見(jiàn)光相差超顯微視野視頻識(shí)別技術(shù)，將混合菌液中的微生物單細(xì)胞逐一分離，并滴入目標(biāo)板中。支持向SBS96孔板、SBS384孔板以及瓊脂培養(yǎng)皿中分選單細(xì)胞，具有超快分選速度，僅需5分鐘即可完成96孔板的單細(xì)胞分選。此外，該技術(shù)還可配合熒光識(shí)別模塊，實(shí)現(xiàn)標(biāo)記菌株克隆指向性分選，并可配備厭氧外罩，以實(shí)現(xiàn)厭氧菌分選。

解決方案 /

保存

菌種庫(kù)應(yīng)每年進(jìn)行一次活化處理，在傳代培養(yǎng)過(guò)程中，可采用高通量菌落篩選工作站ROTOR＋陣列接種方法，將保存在孔板中的菌株高效地接種到瓊脂表面進(jìn)行復(fù)蘇活化，活化后的菌株經(jīng)過(guò)培養(yǎng)，再利用ROTOR＋高通量接種技術(shù)將其接種到液體孔板中，最后進(jìn)行離心濃縮和冷凍保存。

微生物在培養(yǎng)和傳代過(guò)程中，因各種因素易受到污染、發(fā)生變異甚至死亡，從而導(dǎo)致菌種品質(zhì)的下降。因此，菌種保藏工作的核心目標(biāo)在于確保菌株的穩(wěn)定存活，防止其丟失，避免受到外源雜菌的污染，以及最小化或消除變異的可能性。這樣，我們才能保持菌種原有的活性及其獨(dú)特的生物學(xué)特征。

對(duì)于厭氧/微需氧微生物，暴露于有氧環(huán)境會(huì)對(duì)其群體活性產(chǎn)生顯著的不利影響，在分離、純化和保存過(guò)程中，利用厭氧外罩保護(hù)設(shè)備，能夠始終保持厭氧或微需氧條件，從而確保微生物活性得到有效維護(hù)。