基于微孔板技術(shù)及微流控技術(shù)的工業(yè)微生物高通量篩選平臺(tái)構(gòu)建及應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-15 02:05
高通量篩選是指基于一系列高通量設(shè)備和技術(shù),自動(dòng)化處理微小體積液體同時(shí)匹配先進(jìn)的信號(hào)檢測(cè)以及準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析,以從數(shù)量級(jí)巨大文庫(kù)中篩選出目標(biāo)化合物、基因、酶以至活細(xì)胞菌株。高通量篩選裝置發(fā)展趨勢(shì)是微型化、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化以及機(jī)器人系統(tǒng)。對(duì)于工業(yè)微生物的優(yōu)化,高通量篩選是關(guān)鍵技術(shù)。課題圍繞著活細(xì)胞篩選技術(shù)展開了技術(shù)拓展與縱深并行的創(chuàng)新研究。課題先后探索了基于微孔板的高通量篩選技術(shù)及基于微流控芯片的超高通量篩選技術(shù)。首先,以生產(chǎn)糖化酶(Glucoamylase)的黑曲霉為研究對(duì)象,進(jìn)行了基于孔板的高通量篩選平臺(tái)技術(shù)及應(yīng)用研究。實(shí)驗(yàn)探索并總結(jié)了包括孔內(nèi)剪切力,孔內(nèi)供氧(kLa)和種子自身特性三大類共六種因素對(duì)于深孔板微孔培養(yǎng)物培養(yǎng)狀態(tài)的影響,并最終實(shí)現(xiàn)了黑曲霉48深孔板微培養(yǎng)過程的優(yōu)化。優(yōu)化后,對(duì)于相同培養(yǎng)對(duì)象,各孔間糖化酶酶活的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)降低至3.19%。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果為微生物,特別是菌絲體茂盛微生物,孔板微培養(yǎng)體系的優(yōu)化提供了完整方案。之后,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)糖化酶的黑曲霉發(fā)酵過程發(fā)酵液糖化酶酶活與pH之間的負(fù)相關(guān)關(guān)系,并建立了一個(gè)基于pH指示劑的高效的酶活定性分析方法。與經(jīng)典的p-NPG法...
【文章來源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:146 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1微流控技術(shù)覆蓋的尺寸區(qū)間l2l??Fig?1.1?Dimensional?range?of?microfluidic?technology^2】??,芯
同時(shí)在尺寸設(shè)計(jì)上,陷阱設(shè)計(jì)也通常僅允許容納單個(gè)細(xì)胞,且這一陷:駢被單個(gè)細(xì)??胞山―■己對(duì)其他細(xì)胞呈現(xiàn)“排斥性”。作流體內(nèi)流動(dòng)的細(xì)胞遇到這m寺殊設(shè)汁的“陷阱”??時(shí),便能夠被成功捕獲。目前常見的空間位阻捕獲列舉于圖1.3,其分別對(duì)應(yīng)的參考文獻(xiàn)??為(A)"7!、B|l*l、C"41、D_、屈川、F,22!、G⑶。??__??__:_?_??'iq.?■.?|?q?^?iffST?nhUvUkyj、’:??M?M?M?M?;!?■?11?'1?、廠一t?、??/?c,??t?.'S?I:屈.^N>f|?r?了?一二———r——??\??_?T?—-??4?■,??—???—?_?"?■?■?u?.?■????圖1.3空間位阻捕獲芯片實(shí)例I17-23!??Fig?1.3?Spatial?capture?chips?"卜2”??
川流體實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的控制或操作,例如,MdikhanTanyeri等人構(gòu)讓廣-個(gè)以|?字交義為主??體的微通道,利用整合在芯八內(nèi)的微閥實(shí)現(xiàn)對(duì)流體的動(dòng)態(tài)控制,/I:孔道交義位置形成f?一??個(gè)滯留位點(diǎn),成功實(shí)現(xiàn)對(duì)微小顆粒的非接觸式精確限制,如圖1.4?1261。??3(b)??outlet?buffer??〇nas??inlet?v?y??-100?Mm?W?^??M??,丨e?rt?t/??\?(C)?Trappmg?|?|??J?^nej?\??I-?^?w??r ̄l?Fluidic?Layer?133?Control?Layer??圖1.4流體力學(xué)捕獲芯片l?l??Fig?1.4?Fluid?mechanics?capture?on?chip126'??1.4.2.3介電力捕獲??當(dāng)一個(gè)中心離子在非均一電場(chǎng)內(nèi)被極化時(shí),該粒子就會(huì)受到介電力的作用而發(fā)生遷??移,即介電電泳[271。??般而言,細(xì)胞中含有大量的有機(jī)分子和無機(jī)鹽離子,在非均勻電??場(chǎng)的作用下,有機(jī)分子很容易被極化,無機(jī)鹽離子會(huì)m新分布,整個(gè)細(xì)胞很容易被極??化。不同的細(xì)胞具有不m的極化特性。將介電力與微流控芯片結(jié)合,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)微流控??芯片內(nèi)的顆粒的分離,捕獲,裝運(yùn)等操作[271。值得注意地是,介電電泳與電泳是不同??的
本文編號(hào):2917440
【文章來源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:146 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1微流控技術(shù)覆蓋的尺寸區(qū)間l2l??Fig?1.1?Dimensional?range?of?microfluidic?technology^2】??,芯
同時(shí)在尺寸設(shè)計(jì)上,陷阱設(shè)計(jì)也通常僅允許容納單個(gè)細(xì)胞,且這一陷:駢被單個(gè)細(xì)??胞山―■己對(duì)其他細(xì)胞呈現(xiàn)“排斥性”。作流體內(nèi)流動(dòng)的細(xì)胞遇到這m寺殊設(shè)汁的“陷阱”??時(shí),便能夠被成功捕獲。目前常見的空間位阻捕獲列舉于圖1.3,其分別對(duì)應(yīng)的參考文獻(xiàn)??為(A)"7!、B|l*l、C"41、D_、屈川、F,22!、G⑶。??__??__:_?_??'iq.?■.?|?q?^?iffST?nhUvUkyj、’:??M?M?M?M?;!?■?11?'1?、廠一t?、??/?c,??t?.'S?I:屈.^N>f|?r?了?一二———r——??\??_?T?—-??4?■,??—???—?_?"?■?■?u?.?■????圖1.3空間位阻捕獲芯片實(shí)例I17-23!??Fig?1.3?Spatial?capture?chips?"卜2”??
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