一、背景介紹
腸道菌群數(shù)量龐大,，構成復雜，人體腸道微生物群的組成和生理變化與多種疾病有關,，通過研究腸道微生物能夠更好地了解其與人類健康之間的關系,，目前，針對此研究來說,，腸道菌群的分離和培養(yǎng)工作至關重要,。
傳統(tǒng)的腸道菌群分離培養(yǎng)方式以平板模式為主,，由于工作量較大，平板培養(yǎng)模式存在費時耗力,、效率低下的問題,，且往往培養(yǎng)效果不佳。液滴微流控技術在腸道菌群分離培養(yǎng)中的應用報道日益增加,，其方法是將腸道菌群單分散至單個的獨立液滴中，為單個菌種的生長提供了封閉獨立的液體限域空間,，極大地促進微生物生長,，避免弱勢菌株被生長優(yōu)勢菌株所覆蓋，進而提高可培養(yǎng)微生物的種類及數(shù)量,。
本實驗通過使用天木生物MISS cell儀器，全自動創(chuàng)建數(shù)萬個獨立的液滴培養(yǎng)單元,，將微生物分散至各液滴中獨立培養(yǎng),，不同種類的細菌個體可以在液滴中充分生長增殖，同時消除群落培養(yǎng)中過度生長及快速增長種群的影響,。基于MISS cell設備的培養(yǎng)方法極大克服了傳統(tǒng)平板培養(yǎng)方式的缺陷，為腸道共生菌稀有類群及厭氧環(huán)境菌群的鑒定和發(fā)現(xiàn)提供了重要研究平臺,。
二,、基于平板和MISS cell設備的腸道菌群分離培養(yǎng)實驗過程
1.樣品預處理，確定上機濃度
收集糞便樣本稀釋后,，使用血球計數(shù)板計數(shù)，用培養(yǎng)基將樣品濃度稀釋至10000-30000 CFU/mL,，工作流程如下：
2.通過MISS cell設備進行厭氧環(huán)境下腸道菌群的分離培養(yǎng)
本實驗共生成約20000個液滴，經(jīng)過37 ℃ 30天的厭氧培養(yǎng)后進行檢測及分選,，經(jīng)過5小時的分選,，共得到含菌液滴約4600個，并進行高通量測序，工作流程如下圖所示：
3.腸道菌群使用平板分離培養(yǎng)
本實驗共涂布15個平板,，經(jīng)過37 ℃ 30天的厭氧培養(yǎng)后收集，并進行高通量測序,，工作流程如下圖所示：
4.實驗結果
（1）與未培養(yǎng)糞便原液組相比,，使用MISS cell 設備分離培養(yǎng),，多鑒定出10.9%（13/119）的細菌種類（屬水平），顯著優(yōu)于平板的0.8%（1/119）,。
（2）液滴培養(yǎng)比平板培養(yǎng)物種豐富度提高40%（屬水平），對于雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）,、嗜蛋白胨菌屬（Peptoniphilus）,、柯林斯菌屬（Collinsella）,、考拉桿菌屬（Phascolarctobacterium）、腸球菌屬（Enterococcus）,、卟啉單胞菌屬（Porphyromonas）等有較好的富集效果,。
三,、天木生物MISS cell儀器為腸道菌群等嚴格厭氧菌的分離、培養(yǎng)和篩選過程提供高通量,、高效的自動化解決方案
本研究中使用天木生物MISS cell儀器,，共生成20000個液滴，分選得到單克隆液滴約4600個,，實現(xiàn)腸道菌群的自動化培養(yǎng)和分選,，同時,，基于液滴培養(yǎng)的優(yōu)勢,，避免了菌株之間的競爭性生長及交叉污染問題,，顯著提高了培養(yǎng)后富集的菌種豐富度。
MISS cell實現(xiàn)了腸道菌群實驗全流程高通量,、自動化操作,，顯著提升微生物培養(yǎng)能力，大幅降低實驗人員工作量,，提高工作效率,，為包括腸道菌群在內的嚴格厭氧，提供了單克隆培養(yǎng)和高通量篩選的高效自動化實驗平臺,，為菌株的培養(yǎng)和篩選提供強力支持,！
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