研究背景:
液滴微流控,,作為近年來發(fā)展起來的一種高通量檢測篩選技術(shù),,因其低成本,,超高通量等優(yōu)勢,,被廣泛應(yīng)用用酶定向進(jìn)化、抗體開發(fā),、高產(chǎn)菌株篩選等領(lǐng)域,。熒光激活的液滴分選是目前主流的微流控篩選方法,而多色熒光檢測,,為更加靈活的選擇熒光標(biāo)簽,,構(gòu)建更加復(fù)雜的多參數(shù)熒光體系,,提供了重要支持。
本實(shí)驗(yàn)通過將綠色和紅色熒光微球混合后進(jìn)行液滴包裹,,然后對液滴進(jìn)行雙激光同時(shí)激發(fā)和檢測,,獲得微球在液滴內(nèi)包裹狀態(tài)的數(shù)據(jù),從而驗(yàn)證DREM cell平臺(tái)對多色熒光檢測和篩選的功能適用性,,為相關(guān)應(yīng)用奠定基礎(chǔ),。
實(shí)驗(yàn)過程:
1、樣品處理:將綠色熒光微球(λex=488nm,;λem=520nm,;粒徑5um)和紅色熒光微球(λex=620nm;λem=680nm,;粒徑5um)濃度調(diào)整為5x10^6/ml,;按照1:1的比例將兩者混勻;
2,、使用液滴微流控細(xì)胞分選儀(DREM cell)將上述樣品包裹進(jìn)微液滴,,分別采集520nm通道(PMT3)、670nm通道(PMT1)的熒光信號(hào),,對目標(biāo)液滴群體圈門后,,進(jìn)行分選;DREM cell儀器的使用流程如下所示:
實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
1,、分別采集520nm通道(PMT3)、670nm通道(PMT1)的信號(hào),,在兩個(gè)通道的實(shí)時(shí)信號(hào)圖中,,能夠?qū)芯G色熒光微球,含有紅色微球,,以及共包裹有紅色熒光微球和綠色熒光微球的液滴進(jìn)行識(shí)別和區(qū)分,;
2、在二維散點(diǎn)圖中,,分別對P1,、P2、P3液滴群體進(jìn)行圈門,,分選,,對收集到的液滴進(jìn)行鏡檢觀察,如下圖:P1群體分選得到的為紅色熒光微球,,P2群體分選得到的為綠色熒光微球,,P3群體分選得到的為共包裹紅色熒光微球和綠色熒光微球的液滴,符合預(yù)期,;
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
本實(shí)驗(yàn)利用天木生物開發(fā)的液滴微流控細(xì)胞分選儀(DREM cell),,對混合含有紅色熒光微球的液滴、綠色熒光微球的液滴、以及共包裹兩種微球的液滴進(jìn)行了識(shí)別和區(qū)分,,并根據(jù)雙熒光檢測通道的信號(hào)進(jìn)行了圈門,,成功對混合液滴中的三類液滴群體進(jìn)行了篩選,表明了系統(tǒng)分選的準(zhǔn)確性,。
應(yīng)用展望:
對于目標(biāo)樣品的多種不同熒光信號(hào)的同時(shí)檢測和分析在高通量篩選研究中具有重要作用,,如多功能酶進(jìn)化研究、蛋白互作研究,、免疫細(xì)胞篩選研究,、多種熒光PCR研究,抗體篩選等,,其中酶進(jìn)化研究的典型案例如下圖所示:
該研究通過使用兩種不同熒光標(biāo)記的底物,,實(shí)現(xiàn)了對布洛芬酯酶的立體選擇性這一復(fù)雜性狀的改造,經(jīng)過五輪的突變和篩選,,得到的優(yōu)質(zhì)突變體對S-布洛芬底物的選擇性提升了700倍(DOI: 10.1038/s41467-018-03492-6)
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