微生物所微生物资源前期开发国家要点实验室杜文斌研讨组和黄力研讨组一起开发了一种新式的微流控界面纳升打针技能（Interfacial Nanoinjection, INJ），该技能能够将传统的生化反响体系微缩在一个纳升体积的油包水微液滴体系中完结。针对这一技能创新，团队申请了多项我国发明专利和美国专利，并研发了根据INJ技能的小型桌面体系。该体系和国外同类产品如美国Labcyte公司的Echo超声纳升移液体系、以及美国TTP Labtech公司的mosquito HTS微量挑选体系比较，在仪器本钱、耗材本钱、最小液滴体积、流式细胞仪兼容性、操作的灵活性、以及污染操控等方面，均具有明显优势，适用于各类单细胞微体积反响剖析，也可使用于其他微体积反响剖析，在微生物培育挑选、组成生物学、药物挑选、蛋白结晶条件挑选等方面均具有使用潜力。
界面纳升打针(INJ)体系
在功能方面，INJ体系经过高精密度的微体积操控完成不同试剂组分的纳升体积分步增加，兼容96和384孔板，能够在预先填装矿物油的孔板上，依照程序设定参加纳升样品或试剂液滴，用于完成高通量挑选。使用低本钱探针能够准确加注的最小体积到达1 nL，当加样体积为5nL时，体积标准偏差小于11 %。加注的液滴经过离心能够沉降到孔板底部并交融，液滴的交融功率最高，到达99%以上。使用屡次加注样品、试剂的办法，能够完成多步反响和浓度梯度装备。体系加注的体积准确性、线性和重现性杰出。
FACS-INJ单细胞剖析流程和使用
单细胞剖析是一项革新性技能，在单细胞基因组异质性研讨及杂乱微生物群落中稀有微生物种群多样性研讨等范畴使用广泛。但是，怎么进一步下降单细胞剖析的本钱，进步可靠性和功率，依然面对严重应战。流式细胞荧光激活细胞分选（FACS）是现在最高效的单细胞分选技能，可完成病毒、细菌、真菌和动物细胞的多参数检测和分选；使用荧光符号，可对不同类型的细胞进行有用的区别，分选成功率高。研讨团队将INJ与FACS渠道相结合，建立了FACS-INJ单细胞分选剖析流程，使用掩盖了单细胞表型剖析、基因型剖析、基因表达剖析以及全基因组扩增测序。
研讨团队首要使用FACS-INJ体系完成了病原菌微生物单细胞耐药基因的PCR筛查和单细胞药敏表型筛查。经优化，多孔板可预先装载纳升体积的PCR引物或不同浓度的抗生素液滴。PCR筛查体积缩小到500 nL，试剂耗费和本钱和惯例体系比较下降至原先的1/40，耐药检测的体积操控在200nL，试剂耗费和本钱和惯例体系比较下降至原先的1/1000，时刻从>12小时缩短至5小时，这关于大幅下降临床病原检测的本钱，完成脑脊液、房水等难获取微量样品的耐药基因和表型筛查具有重要意义。
其次，FACS-INJ体系还可用于动物细胞的单细胞基因表达剖析。以小鼠巨噬细胞RAW264.7在细菌胞外多糖处理前后的炎症反响为例，经过荧光激活流单细胞式分选处理前后的小鼠巨噬细胞，根据一步法反转录实时荧光PCR扩增，在单细胞水平解析了次黄嘌呤鸟嘌呤转磷酸核糖基酶（HPRT）基因（看家基因）和白介素1β（IL-1β）基因（炎症反响）表达水平的改变。
最终，团队与北京大学黄岩谊课题组协作，建立了根据FACS-INJ的微生物全基因组扩增测序流程，以取得未培育微生物的全基因组信息。流程包含流式分选微生物单细胞、单细胞裂解、酸碱中和、MDA扩增和建库测序。以热泉来历的古菌硫化叶菌（Sulfolobus sp. A20）菌株为模型，将单细胞扩增的体积优化至360nL，硫化叶菌全基因组掩盖度到达80%以上。在纳晋级微液滴中完成西南印度洋未培育单细胞微生物全基因组DNA的MDA扩增与测序，拼接后取得15个单细胞基因组，巨细在0.1~3.7Mb巨细。该办法取得的微生物基因组污染度较传统的MDA扩增办法明显下降（
上述研讨工作近期作为特邀论文在线宣布在Small上。微生物研讨所助理研讨员贠娟莉博士、郑小伟博士、徐鹏博士为论文一起榜首作者，杜文斌研讨员、黄力研讨员和北京大学黄岩谊教授为论文一起通讯作者。该研讨该研讨得到了我国大洋协会大洋十三五要点项目、中科院战略性先导科技专项（B类），我国科学院要点布置项目、我国科学院前沿科学要点研讨项目、国家自然科学基金面上项目和优青项目等支撑。
我国生物技能网诚邀生物范畴科学家在咱们的渠道上，宣布和介绍国内外原创的科研成果。
本大众号由我国科学院微生物研讨所信息中心承办
微信大众号：我国生物技能网
