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天木生物DREM cell多色荧光检测功能推动科学研究升级

来源:   作者: 发布日期:2024-04-26 访问量:765

研究背景:

       液滴微流控,作为近年来发展起来的一种高通量检测筛选技术,因其低成本,超高通量等优势,被广泛应用用酶定向进化、抗体开发、高产菌株筛选等领域。荧光激活的液滴分选是目前主流的微流控筛选方法,而多色荧光检测,为更加灵活的选择荧光标签,构建更加复杂的多参数荧光体系,提供了重要支持。

       本实验通过将绿色和红色荧光微球混合后进行液滴包裹,然后对液滴进行双激光同时激发和检测,获得微球在液滴内包裹状态的数据,从而验证DREM cell平台对多色荧光检测和筛选的功能适用性,为相关应用奠定基础。


实验过程:

       1、样品处理:将绿色荧光微球(λex=488nmλem=520nm;粒径5um)和红色荧光微球(λex=620nmλem=680nm;粒径5um)浓度调整为5x10^6/ml;按照11的比例将两者混匀;

       2、使用液滴微流控细胞分选仪(DREM cell)将上述样品包裹进微液滴,分别采集520nm通道(PMT3)、670nm通道(PMT1)的荧光信号,对目标液滴群体圈门后,进行分选;DREM cell仪器的使用流程如下所示:


实验结果:

       1分别采集520nm通道(PMT3)、670nm通道(PMT1)的信号,在两个通道的实时信号图中,能够对含有绿色荧光微球,含有红色微球,以及共包裹有红色荧光微球和绿色荧光微球的液滴进行识别和区分;

       2在二维散点图中,分别对P1P2P3液滴群体进行圈门,分选,对收集到的液滴进行镜检观察,如下图:P1群体分选得到的为红色荧光微球,P2群体分选得到的为绿色荧光微球,P3群体分选得到的为共包裹红色荧光微球和绿色荧光微球的液滴,符合预期;


实验结论:

       本实验利用天木生物开发的液滴微流控细胞分选仪(DREM cell),对混合含有红色荧光微球的液滴、绿色荧光微球的液滴、以及共包裹两种微球的液滴进行了识别和区分,并根据双荧光检测通道的信号进行了圈门,成功对混合液滴中的三类液滴群体进行了筛选,表明了系统分选的准确性。


应用展望:

       对于目标样品的多种不同荧光信号的同时检测和分析在高通量筛选研究中具有重要作用,如多功能酶进化研究、蛋白互作研究、免疫细胞筛选研究、多种荧光PCR研究,抗体筛选等,其中酶进化研究的典型案例如下图所示:

       该研究通过使用两种不同荧光标记的底物,实现了对布洛芬酯酶的立体选择性这一复杂性状的改造,经过五轮的突变和筛选,得到的最优突变体对S-布洛芬底物的选择性提升了700倍(DOI: 10.1038/s41467-018-03492-6

研究背景:

       液滴微流控,作为近年来发展起来的一种高通量检测筛选技术,因其低成本,超高通量等优势,被广泛应用用酶定向进化、抗体开发、高产菌株筛选等领域。荧光激活的液滴分选是目前主流的微流控筛选方法,而多色荧光检测,为更加灵活的选择荧光标签,构建更加复杂的多参数荧光体系,提供了重要支持。

       本实验通过将绿色和红色荧光微球混合后进行液滴包裹,然后对液滴进行双激光同时激发和检测,获得微球在液滴内包裹状态的数据,从而验证DREM cell平台对多色荧光检测和筛选的功能适用性,为相关应用奠定基础。


实验过程:

       1、样品处理:将绿色荧光微球(λex=488nmλem=520nm;粒径5um)和红色荧光微球(λex=620nmλem=680nm;粒径5um)浓度调整为5x10^6/ml;按照11的比例将两者混匀;

       2、使用液滴微流控细胞分选仪(DREM cell)将上述样品包裹进微液滴,分别采集520nm通道(PMT3)、670nm通道(PMT1)的荧光信号,对目标液滴群体圈门后,进行分选;DREM cell仪器的使用流程如下所示:


实验结果:

       1分别采集520nm通道(PMT3)、670nm通道(PMT1)的信号,在两个通道的实时信号图中,能够对含有绿色荧光微球,含有红色微球,以及共包裹有红色荧光微球和绿色荧光微球的液滴进行识别和区分;

       2在二维散点图中,分别对P1P2P3液滴群体进行圈门,分选,对收集到的液滴进行镜检观察,如下图:P1群体分选得到的为红色荧光微球,P2群体分选得到的为绿色荧光微球,P3群体分选得到的为共包裹红色荧光微球和绿色荧光微球的液滴,符合预期;