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青岛能源所联合多方开发基于流式拉曼的益生菌快检新技术

研发快讯 2025年06月04日 13:37:25来源:中国科学院青岛能源所 10484
摘要近日,青岛能源所单细胞中心联合伊利集团、中粮营养健康研究院、香港大学等单位,成功开发出基于流式拉曼(Raman Flow Cytometry,RFC)的高通量、高精度益生菌快速质检技术。

  【 仪表网 研发快讯】近日,青岛能源所单细胞中心联合伊利集团、中粮营养健康研究院、香港大学等单位,成功开发出基于流式拉曼(Raman Flow Cytometry,RFC)的高通量、高精度益生菌快速质检技术。该成果为益生菌产品提供了“单细胞分辨率”的多参数质量评估手段,并为行业带来了“菌株身份证”级别的质量评估新方法,相关成果发表于《宏组学》(iMetaOmics)。
基于流式拉曼的益生菌质检新技术
  益生菌产业作为全球健康产业的重要分支,近年来发展迅猛,市场规模持续扩大。然而,产品质量参差不齐,核心技术标准尚不统一,已成为制约行业健康发展的关键瓶颈。益生菌产品的质量评价需涵盖菌种鉴定、活菌数量以及菌株活力等多个参数,但传统检测方法存在周期长、准确率低、信息维度不足等问题,阻碍了产业的健康发展。
  为突破这一瓶颈,单细胞中心张佳副研究员、王建美博士、朱鹏飞工程师、刁志钿博士等,利用前期开发的一种基于拉曼组原理的单细胞精度益生菌质检(miRS)技术,联合伊利集团、中粮营养健康研究院、香港大学等开展协同攻关,进一步开发出新一代基于RFC的高通量益生菌质检技术。
  RFC技术融合了流式检测与单细胞拉曼光谱(SCRS)分析的优势,检测速度达1秒/细胞,较前期开发的miRS技术提升超10倍。这种高通量的检测能力,在构建参考拉曼光谱数据库以及产品质量评估中展现出显著优势,能够获得更高的采样深度,从而显著提高菌种分类的准确性。研究表明,基于RFC的线性判别分析(LDA)分类器对益生菌菌株的分类准确率高达99.68%,即使在菌株丰度比1:1000的样品中,也能灵敏地检测出低丰度的菌株。
  在活菌计数方面,RFC通过检测细胞对重水(D2O)的代谢响应,快速测定活菌数量,与传统平板计数结果高度吻合,检测时间仅为传统方法的1/10。在代谢活力评估方面,RFC不仅可以定量评估产品整体的代谢活力,还可借助菌种分类算法计算产品中每一菌种/菌株的代谢活力/活性。
  此外,RFC技术的自动化程度高,操作简便,能够缩短检测周期和成本,提高检测效率。目前,RFC已对市售益生菌产品进行了多维参数的检测,能够提供准确、全面的质量分析数据,为企业建立科学、规范的质量控制体系提供有力支撑。未来,RFC技术还可以与其他技术结合,如单细胞基因组测序等,推动益生菌功能机制研究和产品精细化开发,助力产业高质量发展。
  该工作由单细胞中心徐健研究员、张佳副研究员、中粮营养健康研究院郑晓卫博士、香港大学黄适助理教授等主持完成,得到了国家重点研发青年科学家基金、国家自然科学基金等项目的支持。

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