基于全自动微生物微液滴培养系统的微生物教学实验设计

微生物培养是微生物科学研究和应用领域的重要技术基础。为了深入了解微生物的生长特性,需要长时程、持续性对培养中的微生物进行取样检测,这严重依赖人力,存在染菌等风险。清华大学现代生命科学实验教学中心基于全自动微生物微液滴培养系统(microbial microdroplet culture system,MMC)搭建了教学用实验平台并系统开发了微生物生长特性评价教学实验:细菌生长曲线的测定、细菌化学因子耐受性研究以及细菌适应性(定向)进化等。经教学实践检验,基于MMC的教学实验设计达到了优化课程建设、提高教学效率、扩充课堂容量、提高课堂挑战度的教学目标,教学效果良好。

常压室温等离子体诱变与微生物液滴培养系统联用筛选L-组氨酸产生菌

利用常压室温等离子体(ARTP)诱变技术,对野生型谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)ATCC 14067诱变处理。通过全自动高通量微生物液滴培养系统(MMC)和平板选育组氨酸结构类似物的抗性突变株。使用48孔板发酵初筛及摇瓶发酵复筛,最终从耐受3-氨基-1,2,4-三氮唑10 g/L和D-组氨酸8 g/L的抗性突变株中筛选得到菌株Cg-F4,其L-组氨酸产量为(0.561±0.016)g/L,并且经过7次连续传代实验验证了该菌株稳定性良好。

高通量自动化微生物微液滴进化培养与筛选技术及其装备化

液滴微流控由于可以快速生成大量微液滴,并实现单个液滴独立的控制,每个液滴都可以作为独立的单元进行微生物培养,因此在微生物的高通量培养方面具有独特的应用优势。然而现有研究多停留在实验室搭建和使用阶段,存在操作要求高、影响因素多、缺乏自动化集成技术等关键问题,制约了液滴微流控技术在微生物研究中的应用。文中以解决液滴微流控技术用于微生物培养的装备化问题为目标,系统研究了微流控各单元模块的结构与功能,通过对液滴的发生、培养、检测、分割、融合、分选等多种操作的开发与集成,成功研制出了小型一体化、全自动高通量的微生物微液滴培养(Microbial Microdroplet Culture system,MMC)装备系统,可用于微生物的生长曲线测定、适应性进化、单因素多水平分析及代谢物检测等,为面向微生物菌种高效选育的进化培养和筛选提供了高通量仪器平台。