中科院青岛能源所突破益生菌质检关键技术

• 2023-06-02 15:57:33 来源：科技日报

(资料图)

科技日报记者 宋迎迎 通讯员 张佳

6月2日，科技日报记者从中国科学院青岛生物能源与过程研究所（以下简称“中科院青岛能源所”）获悉，该所联合中国食品发酵工业研究院等，开发了基于拉曼组原理的益生菌单细胞质检技术SCIVVS，为快速、准确、全面、低成本的益生菌产品质检提供了全新的解决方案。相关成果近日发表于iMeta杂志。

长期以来，益生菌质检大多依赖于分离培养或元基因组测序，存在耗时长、成本高、复合益生菌产品深度质检困难等瓶颈。针对这一瓶颈，中科院青岛能源所单细胞中心联合中国食品发酵工业研究院、青岛东海药业和青岛星赛生物等团队，基于拉曼组原理，开发了一种名为SCIVVS的单细胞精度益生菌质检技术。

针对益生菌产品，SCIVVS提取所有细胞进行重水饲喂和单细胞拉曼光谱的高通量采集。在每一张拉曼光谱上，利用其指纹区，基于与益生菌单细胞拉曼光谱参照数据库的比对，快速完成每个细胞的种类鉴定环节。通过构建21种法定可食用益生菌的标准菌株拉曼光谱数据库，SCIVVS可实现平均高达93%的分辨准确度。同时，利用其重水利用峰（C-D峰），则可针对每个物种，量化每个细胞的活性、代谢活力等。进而可通过拉曼激活单细胞分选技术，快速获得目标种类或目标代谢活力的单细胞，从而对接下游单细胞全基因组测序或培养。

为了支撑SCIVVS，中科院青岛能源所和青岛星赛生物合作，成功研制单细胞拉曼光镊分选仪、高通量流式拉曼分选仪。运用单细胞拉曼光镊分选仪，研究人员直接从纯种或复合益生菌产品出发，在5个小时之内，完成了精确到每个物种的活细胞计数、活力定量和活力异质性测量。同时，针对乳酸杆菌、双歧杆菌或链球菌等各种益生菌，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。

对比目前的益生菌产品质检方法，SCIVVS具有快速、准确、全面、低成本、易于自动化等优势，较传统方法快20倍以上，而成本仅为传统方法的1/10，且能免培养、高精度、自动化、一站式地完成产品中每个物种的活细胞计数、活力定量、活力异质性测量和溯源，有望形成新的技术标准。

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