荧光激活微液滴分选技术取得重大突破 助力新酶资源挖掘

2024-03-29 17:11:20     来源:中国科技新闻网

近日,中国科学院苏州生物医学工程技术研究所医药酶工程研究中心的马富强研究员创新团队宣布,团队在荧光激活微液滴分选(FADS)技术方面取得重大突破,该技术将极大助力新酶资源的挖掘与研发。这一成果不仅标志着我国在酶工程领域迈出了重要一步,更为未来工业、医药、环保等多个领域的应用提供了强大的技术支持。

FADS技术:酶工程领域的“革命者”

酶,作为高效、高选择性、绿色环保的生物催化剂,在化工、诊断、医药、环保等众多领域发挥着举足轻重的作用。然而,传统的酶筛选方法效率低下,难以满足日益增长的应用需求。在此背景下,荧光激活微液滴分选(FADS)技术的出现,犹如一场及时雨,为酶工程领域带来了新的希望。

据马富强介绍,FADS技术的核心在于利用微流控技术,将酶筛选体系从宏观尺度缩小到单细胞尺度,再通过快速检测及分选功能,实现超高通量的筛选。这一技术的筛选通量高达每天1000万个突变体,相比传统方法提升了1万倍以上,同时试剂消耗降低了100万倍以上。这一重大突破,不仅大大提升了人们对突变库的筛选能力,更为新酶资源的挖


掘与研发提供了强有力的工具。

(FADS 技术的工作流程及目前开发的荧光偶联策略)

十年磨一剑:打造液滴微流控超高通量筛选技术高地

马富强表示,该创新团队在冯雁教授和杨广宇教授的指导下,历经十余年的持续努力和创新,成功攻克了微流控芯片制备、微液滴生成、单细胞微反应器构建等多个技术难题,最终打造出液滴微流控超高通量筛选技术高地。


(液滴微流控单细胞分选仪Droplet-Encapsulating Microfluidic Cell-Sorter(DREMcell) 从原理机到商品机的研发历程(左),以及商品机的工作场景照片(右))

据了解,该团队在研发过程中,不仅注重技术的创新性和实用性,更致力于推动技术的商业化进程。他们与天木生物等合作伙伴紧密合作,成功将FADS技术转化为商品化设备——液滴微流控单细胞分选仪(DREMcell),为更多科研人员和产业界人士提供了便捷、高效的筛选工具。

展望未来:FADS技术助力酶工程领域持续创新

随着FADS技术的不断成熟和推广应用,其在酶工程领域的应用前景越来越广阔。未来,该技术有望助力科研人员在更短时间内完成酶分子的定向进化,从而开发出更多具有优异性能的新酶资源。

同时,FADS技术还有望在医药、环保、能源等多个领域发挥重要作用。马富强指出,例如,在医药领域,利用FADS技术可以快速筛选出具有特定药效的酶分子,为新药研发提供有力支持;在环保领域,该技术可用于开发高效降解污染物的酶制剂,助力环境保护事业;在能源领域,FADS技术则有望助力开发高效、环保的生物能源转化技术。

马富强表示,荧光激活微液滴分选(FADS)技术的重大突破标志着我国在酶工程领域取得了重要进展。未来随着这一技术的不断推广和应用,相信它将在更多领域展现出强大的生命力和广阔的应用前景。


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