青岛日报社/观海新闻6月1日讯 日前，中国科学院青岛生物能源与过程研究所（以下简称“青岛能源所”）单细胞中心，联合中国食品发酵工业研究院、青岛东海药业和青岛星赛生物科技有限公司等，开发了基于拉曼组原理的益生菌单细胞质检技术SCIVVS，为实现益生菌种类快速、准确检测提供了突破性解决方案，相关工作近日发表于iMeta杂志。
目前，益生菌产品的市场规模已接近千亿。但市场上大量益生菌品牌和产品质量参差不齐，鱼目混珠，给消费者带来极大困扰，也阻碍着产业健康发展。产生这一现象的根本原因是，目前业界缺乏快速、准确、全面、低成本的益生菌产品质检手段。
目前，益生菌质检方法大多依赖于分离培养或元基因组测序等手段，存在耗时长、成本高、流程繁琐、复合益生菌产品深度质检困难、自动化程度低等瓶颈。这些局限性导致益生菌产品难以获得快速、低成本、全面、深度的质检。针对这一产业瓶颈，青岛能源所单细胞中心副研究员张佳、高级工程师任立辉、博士张磊、助理研究员公衍海等带领的研究小组，联合中国食品发酵工业研究院、青岛东海药业和青岛星赛生物等团队，基于拉曼组原理，开发了一种名为SCIVVS的单细胞精度益生菌质检技术体系。
针对益生菌产品，该技术改变现有质检方法，提取所有的细胞进行重水饲喂和单细胞拉曼光谱的高通量采集。在每一张拉曼光谱上，该技术可利用其指纹区，基于与益生菌单细胞拉曼光谱参照数据库的比对，快速完成每个细胞的种类鉴定环节。通过构建21种法定可食用益生菌的标准菌株拉曼光谱数据库，该技术可实现平均高达93%的分辨准确度。
为了支撑该技术实现产业化，在国家重大科学仪器研制、国家重点研发计划等项目的支持下，青岛能源所和青岛星赛生物合作研制成功了单细胞拉曼光镊分选仪、高通量流式拉曼分选仪等原创仪器产品。使用相关仪器，研究人员在5个小时之内，就可直接从纯种或复合益生菌产品中完成精确到每个物种的活细胞计数、活力定量和活力异质性测量。同时，针对乳酸杆菌、双歧杆菌或链球菌等各种益生菌，均能产出覆盖度可高达99.4%的高质量单细胞基因组，从而完成精准溯源。
对比目前的益生菌产品质检方法，新技术具有快速、准确、全面、低成本、易于自动化等优势，较传统方法快20倍以上，而成本仅为传统方法的十分之一，且能实现免培养、高精度、自动化、一站式地完成产品中每个物种的活细胞计数、活力定量、活力异质性测量和溯源，有望形成新的技术标准。在此基础上，该合作团队牵头成立益生菌单细胞技术联盟，将联合益生菌产业领军企业建立标准化、一站式、公益性的技术服务体系，为实现从生产端到消费端的益生菌产品质量规范化提供一个原创的、切实可行的解决方案。
该工作由单细胞中心徐健、中国食品发酵工业研究院姚粟、青岛东海药业崔云龙等主持完成，得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金和国家重点研发计划青年科学家项目等支持。（青岛日报/观海新闻记者 耿婷婷 通讯员 张佳）
责任编辑：孙源熙
