由上海市生物医药科技发展中心、上海市生物工程学会生物智造与智能装备委员会等权威机构联合发起的2025合成生物概念验证平台技术与智能装备论坛于2025年3月4日在济南召开。期间,单细胞中心马波研究员于3月4日,做题为《最简合成生物学高通量表型测试与筛选关键技术与装备》的学术报告。

马波研究员指出,传统基于培养的表型测试和筛选是当前合成生物学研究的限速步骤,而现有的合成生物学研究基础设施平台面临着高昂的成本和低效的表型测试效率。为解决这一瓶颈问题,单细胞中心提出“从单细胞精度构建合成生物学使能技术”的创新路径,并开发了两大核心技术体系:
单细胞拉曼流式非标记代谢表型快检技术
该技术摆脱了荧光标记的束缚,通过检测细胞内在的自发拉曼全光谱来获取细胞代谢信息并进行分选,不仅实验流程简单,还最大程度保留了细胞的原始状态。同时,免荧光标记的特色意味着所有细胞都能直接进行流式拉曼分析与分选,从而极大拓展了适用的细胞类型和表型范围。
FlowRACS则基于单细胞拉曼光谱获取细胞高维参数信息(点击查看)。研究表明,每张单细胞拉曼光谱可活体、免荧光标记、快速地定量单个微生物或哺乳动物细胞的底物利用速率、代谢产物多样性与含量、环境应激反应、细胞内化合物相互转化关系、细胞间代谢互作等诸多类别的关键代谢表型,是一种单细胞精度、活体、信息极为丰富、超高参数的代谢表型组。
该技术配套推出的高通量流式拉曼分选仪FlowRACS(点击查看)具备免荧光标记和超高参数检测的特色能力,为全球科研工作者提供了一种全新的、更强大的细胞分析工具。
高密度微孔阵列单细胞培养与克隆挑取技术
单细胞中心开发集成万级微腔室的高密度单细胞培养芯片,结合显微/荧光成像可在单细胞分辨率下并行监测数万微生物克隆的生长动态。该技术配套推出数字化克隆挑选仪(Digital Colony Picker, DCP)(点击查看),能够从一个遗传背景高度异质性的细胞群落出发,实现大规模、并行化的目标功能单细胞物理分隔、微液滴培养、每个微液滴培养过程的表型监测、含有目标表型纯培养物的微液滴的全自动挑选等环节。
马波研究员介绍,上述技术组合显著提高细胞表型检测筛选速度。研究者可跳过冗长的菌株分离培养步骤,直接从混合突变体库中筛选出具有目标代谢或生长表型的单细胞,再针对性进行克隆扩增。
2025合成生物概念验证平台技术与智能装备论坛的议题紧密围绕建设合成生物概念验证中心、小试中试和公共服务平台的核心领域和关键环节,反映了行业的最新发展趋势和热点关注方向。论坛吸引了合成生物学、生物技术、发酵、食品、保健品、功能食品、饲料、肥料、动物保健品、饮料、生物制品、蛋白、精细化工等领域的原料智造公司高管、科研人员,以及高校、科研机构、政府、投融资机构、行业龙头企业、产业园区的代表等各界人士参加,为参会者提供了一个广泛的交流平台,有助于拓展人脉资源和业务合作机会。