蘇州納米所高通量微生物培養芯片研究取得進展

發布時間：2012-02-08 16:46 原文鏈接：蘇州納米所高通量微生物培養芯片研究取得進展

　　微生物已經在工業、農業、能源、環境、醫藥等諸多領域發揮著無可替代的作用。篩選獲得優良的菌種是提升相關產業技術水平的重要途徑。通常，微生物的液體培養篩選需要同時在數十上百個培養瓶或試管中進行。這使得整個篩選過程勞動強度大，效率較低。

　　最近，中科院蘇州納米技術與納米仿生研究所國際實驗室的甘明哲博士設計開發了一種用于細菌平行懸浮培養的多通道微流控芯片(圖1)，可以一次進行多個細菌培養實驗。該芯片在7.5×5 cm2面積上集成32個獨立平行的細菌培養單元，每個單元的培養液需求量極少，僅為50nL。在集成的氣動微泵驅動下，培養單元內的液體能夠循環流動，帶動細菌在培養液中懸浮生長，且液體流速基本一致，適合進行平行實驗。由于整個芯片材料透明，可以隨時觀察芯片內細菌的生長情況。在此芯片上，分別進行了大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、施氏假單胞菌、運動發酵單胞菌等重要工業細菌的懸浮培養測試，證實了該芯片對于不同細菌培養的通用性。該芯片制作工藝簡單、制作成本低，是一種高效的細菌懸浮培養解決方案。該芯片結構已申請ZL，相關研究測試結果發表在Lab on a chip上。

　　在此基礎上，研究人員進一步開發了第二代微生物懸浮培養芯片(圖2)。與前代芯片相比，該芯片的集成度更高，在相同的面積上培養單元數量提高到120個，且單元內的液體循環流速更高，這拓展了該芯片的微生物適用范圍。該芯片不僅可用于培養細菌，也可用于培養體積更大的酵母菌。同時，芯片的制作工藝更加簡化，這為以后芯片的低成本批量化生產提供了可能。該芯片設計已申請ZL，相關結果已在Small上發表。

　　此項工作是“高效菌篩選檢測系統”項目的一部分，該項目旨在運用微流控技術，開發用于微生物菌種高通量篩選和條件優化的芯片化系統，加速微生物高效、高產菌株選育及配套工藝的開發。后續工作將進行微生物代謝物微量快速檢測模塊的設計構建。

　　該項目工作得到了中科院百人計劃項目、中科院知識創新工程重要方向項目的大力支持。