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慧眼識“菌”,匯像智能微生物菌落挑選工作站用于鏈霉菌的雙篩實(shí)驗

點(diǎn)擊次數:60  更新時(shí)間:2024-06-21

在已知放線(xiàn)菌中,鏈霉菌是最大的族群,可產(chǎn)生高達一千多種的抗生物質(zhì),具備巨大的經(jīng)濟價(jià)值和醫學(xué)意義,被人們稱(chēng)為天然藥物的合成工廠(chǎng)。據報道,自然界中約有65%–70%的抗生素是由鏈霉菌及其近源放線(xiàn)菌產(chǎn)生的,由其所產(chǎn)生的多類(lèi)次級代謝產(chǎn)物,如抗生素、免疫調節劑,在工農牧醫等多領(lǐng)域已顯現出廣闊的應用前景。含有大量NPs途徑的鏈霉菌成為后基因組時(shí)代最有希望的藥物發(fā)現來(lái)源之一,特別是隨著(zhù)基因測序技術(shù)的飛速發(fā)展,人們發(fā)現鏈霉菌基因組中包含著(zhù)極為豐富的天然產(chǎn)物生物合成基因簇資源。到目前為止,許多種類(lèi)的NP已經(jīng)在異源鏈霉菌宿主內合成表達成功,這意味著(zhù)開(kāi)發(fā)鏈霉菌底盤(pán)細胞作為異源表達宿主有其得天獨厚的優(yōu)勢。

 

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在實(shí)驗階段, 合成生物技術(shù)主要關(guān)注的是: (1) 工程DNA的構建; (2) 工程DNA在目標底盤(pán)系統中的功能測試. 其中,工程DNA在目標底盤(pán)系統中的構建流程包括細胞轉化(熱擊、電轉)、菌落涂布、菌落挑取、細胞裂解、熒光分選等。鏈霉菌菌落挑選作為關(guān)鍵步驟之一,存在鏈霉菌菌落致密干燥且堅硬多皺、培養基內固體顆粒的干擾嚴重、數量多,且鏈霉菌菌落挑選接種重復性高、工作量大、耗時(shí)長(cháng)、溯源性差等問(wèn)題。而匯像科技最新研發(fā)的“海黛蘭(HedylaX)”智能微生物菌落挑選工作站,融合AI視覺(jué)識別技術(shù),液體處理技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)為一體,通過(guò)自動(dòng)成像、智能識別和自動(dòng)操作控制,抗背景干擾且全過(guò)程自動(dòng)化挑選和涂布接種鏈霉菌菌落,高通量,助力解決挑菌實(shí)驗過(guò)程遇到的痛點(diǎn)。

 

 

HedylaX “海黛蘭”

智能微生物菌落挑選工作站

匯像科技 XImaging

 

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芊芊細針不污染  挑菌接種功能全


海黛蘭(HedylaX)工作站頂部的高效過(guò)濾系統能產(chǎn)生垂直向下氣流確保設備內部百級潔凈條件。它配備了一套使用一次性無(wú)菌挑菌涂布頭的獨立八通道移液/挑菌機械臂、一個(gè)實(shí)現各類(lèi)耗材的開(kāi)關(guān)蓋與轉移的移板機械手、超聲探測和安全鎖、觸摸顯示屏、2500w像素的工業(yè)級相機成像模塊、紫外燈和狀態(tài)指示燈等。

 

目前已完成的鏈霉菌相關(guān)挑菌涂布接種流程的研發(fā)測試

 


1.
平皿——標準單孔板
2.
平皿——標準24孔板
3.

平皿——含抗性培養基的標準單孔板和含無(wú)抗性培養基的標準單孔板

4.

平皿——含抗性培養基的標準24孔板和含無(wú)抗性培養基的標準24孔板

備注:其他的標準孔板也可以根據需求進(jìn)行拓展開(kāi)發(fā),例如平皿——48孔板等。

 

 

HedylaX

鏈霉菌的雙篩實(shí)驗之菌落挑選


 


實(shí)驗信息

· 原容器:平皿

· 目標容器:單孔板(含無(wú)抗性瓊脂培養基)和單孔板(含抗性瓊脂培養基)

· 菌種:鏈霉菌                                                  

· 挑菌模式:人工

· 挑菌方式:點(diǎn)選                                              

· 接種板量:雙板

· 接種方式:回型涂布

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菌落識別參數

· 模型類(lèi)型:鏈霉菌04

· 平均直徑:2mm                                      

· 直徑范圍:0.5-20mm

· 臨近度:0mm                                        

· 到邊緣距離:10mm

 


流程

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結論

 

 

1.菌落識別效果

識別單菌落103CFU,人工刪除79CFU,自動(dòng)化挑取24CFU鏈霉菌。

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HedylaX

 

2.效率

從取一次性無(wú)菌挑菌涂布頭、挑菌、2塊單孔板涂布到丟棄涂布頭,24個(gè)菌落全部挑菌接種完畢,耗時(shí)228s。

 

3.準確性   100%

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含無(wú)抗性培養基的標準單孔板

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含抗性培養基的標準單孔板

 


 

鏈霉菌的雙篩實(shí)驗展示了海黛蘭(HedylaX)智能微生物菌落挑選工作站的高通量與自動(dòng)化優(yōu)勢。微生物菌落挑選需要抗背景干擾、準確的菌落識別定位、瓊脂高度的精準探測與交叉污染的風(fēng)險規避,才能確保鏈霉菌挑菌具有100%的準確率。而海黛蘭的機械結構設計、高清成像系統、AI識別算法、超聲探測以及一次性無(wú)菌挑菌涂布頭都完美保障了結果的精穩性。實(shí)驗表明,“海黛蘭(HedylaX)”智能微生物菌落挑選工作站不僅能完全避免培養基顆粒的干擾,還能在挑菌涂布的過(guò)程中不掛破瓊脂,實(shí)現了1mm以上的鏈霉菌菌落自動(dòng)化挑菌準確率達到100%。


相較人工挑菌,3000個(gè)鏈霉菌人工挑菌涂布需要大約4天完成,而海黛蘭僅在1天內即可以完成所有的工作,海黛蘭(HedylaX)完全可代替人工實(shí)現自動(dòng)化操作,由此實(shí)現實(shí)驗室24h無(wú)人化運轉,縮短研發(fā)周期,賦能科研碩果累累,是微生物菌落挑選實(shí)驗的理想解決方案。

 


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一次性無(wú)菌挑菌球形涂布頭

 

鏈霉菌是許多病原微生物的生防因子,也是目前研究應用廣泛的生防菌。在可以預見(jiàn)的基因組時(shí)代,功能基因組研究將使人類(lèi)深入了解鏈霉菌家族的基因組信息和次級代謝途徑。通過(guò)運用組合生物合成手段,有針對性的改造基因、修飾酶結構、優(yōu)化抗生素合成途徑對鏈霉菌進(jìn)行更合理高效的遺傳操作,將為提高具有重要價(jià)值的天然代謝物產(chǎn)量和獲得新代謝物創(chuàng )造更為有利的條件。

 

 

HedylaX
Q&A

 


?  菌落挑選工作站怎樣預防交叉污染?

a. 頂部裝配有高效過(guò)濾系統,產(chǎn)生自上而下的垂直氣流,是設備內部實(shí)現局部百級的潔凈效果。

b. 配置紫外燈,工作前后開(kāi)啟對設備內部的表面進(jìn)行消毒。

c. 一次性無(wú)菌挑菌頭,挑菌耗材為一次性自動(dòng)化耗材,一個(gè)菌落對應一個(gè)耗材,避免重復使用或消殺不徹底導致交叉污染

d. 固定的挑菌工位和接種工位,從而固定挑菌通道的運動(dòng)路線(xiàn),并就近丟棄挑菌頭,避免其他的耗材容器等被污染。

 


?  瓊脂的高度探測方向?

內部配置超聲探測模塊,探測程序通過(guò)多次的應用測試,可實(shí)現稍微不平整的瓊脂高度表面的菌落挑選或涂布。

 


?  是否可以實(shí)現2塊及以上的目標板接種?

可以。不僅可實(shí)現不同培養基的雙篩接種,也可以實(shí)現相同培養基的菌落復制和重拍。

 


?  是否可以實(shí)現菌液涂布?

可以??梢詫⑥D化后的感受態(tài)細胞懸液接種到標準8孔板的固體培養基表面,通過(guò)涂布棒進(jìn)行“回”字型或“Z"字型涂布接種。