基于微孔板技术及微流控技术的工业微生物高通量筛选平台构建及应用研究

发布时间：2020-12-15 02:05

　　高通量筛选是指基于一系列高通量设备和技术,自动化处理微小体积液体同时匹配先进的信号检测以及准确的数据分析,以从数量级巨大文库中筛选出目标化合物、基因、酶以至活细胞菌株。高通量筛选装置发展趋势是微型化、自动化、标准化以及机器人系统。对于工业微生物的优化,高通量筛选是关键技术。课题围绕着活细胞筛选技术展开了技术拓展与纵深并行的创新研究。课题先后探索了基于微孔板的高通量筛选技术及基于微流控芯片的超高通量筛选技术。首先,以生产糖化酶（Glucoamylase）的黑曲霉为研究对象,进行了基于孔板的高通量筛选平台技术及应用研究。实验探索并总结了包括孔内剪切力,孔内供氧（kLa）和种子自身特性三大类共六种因素对于深孔板微孔培养物培养状态的影响,并最终实现了黑曲霉48深孔板微培养过程的优化。优化后,对于相同培养对象,各孔间糖化酶酶活的相对标准偏差（RSD）降低至3.19%。该实验结果为微生物,特别是菌丝体茂盛微生物,孔板微培养体系的优化提供了完整方案。之后,实验发现了产糖化酶的黑曲霉发酵过程发酵液糖化酶酶活与pH之间的负相关关系,并建立了一个基于pH指示剂的高效的酶活定性分析方法。与经典的p-NPG法... 

【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：146 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１微流控技术覆盖的尺寸区间ｌ２ｌ??Ｆｉｇ?１．１?Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｒａｎｇｅ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＾２】??，芯

同时在尺寸设计上，陷阱设计也通常仅允许容纳单个细胞，且这一陷：駢被单个细??胞山―■己对其他细胞呈现“排斥性”。作流体内流动的细胞遇到这ｍ寺殊设汁的“陷阱”??时，便能够被成功捕获。目前常见的空间位阻捕获列举于图１．３，其分别对应的参考文献??为（Ａ）＂７！、Ｂ｜ｌ＊ｌ、Ｃ＂４１、Ｄ＿、屈川、Ｆ，２２！、Ｇ⑶。??＿＿??＿＿：＿?＿??＇ｉｑ．?■．?｜?ｑ?＾?ｉｆｆＳＴ?ｎｈＵｖＵｋｙｊ、’：??Ｍ?Ｍ?Ｍ?Ｍ?；！?■?１１?＇１?、厂一ｔ?、??／?ｃ，??ｔ?．＇Ｓ?Ｉ：屈．＾Ｎ＞ｆ｜?ｒ?了?一二———ｒ——??＼?？＿?Ｔ?—－??４?■，??—???—?＿?＂?■?■?ｕ?．?■?？??图１．３空间位阻捕获芯片实例Ｉ１７－２３！??Ｆｉｇ?１．３?Ｓｐａｔｉａｌ?ｃａｐｔｕｒｅ?ｃｈｉｐｓ?＂卜２”??

川流体实现对细胞的控制或操作，例如，ＭｄｉｋｈａｎＴａｎｙｅｒｉ等人构让广－个以｜？字交义为主??体的微通道，利用整合在芯八内的微阀实现对流体的动态控制，／Ｉ：孔道交义位置形成ｆ?一??个滞留位点，成功实现对微小颗粒的非接触式精确限制，如图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??图１．４流体力学捕获芯片ｌ？ｌ??Ｆｉｇ?１．４?Ｆｌｕｉｄ?ｍｅｃｈａｎｉｃｓ?ｃａｐｔｕｒｅ?ｏｎ?ｃｈｉｐ１２６＇??１．４．２．３介电力捕获??当一个中心离子在非均一电场内被极化时，该粒子就会受到介电力的作用而发生迁??移，即介电电泳［２７１。?？般而言，细胞中含有大量的有机分子和无机盐离子，在非均匀电??场的作用下，有机分子很容易被极化，无机盐离子会ｍ新分布，整个细胞很容易被极??化。不同的细胞具有不ｍ的极化特性。将介电力与微流控芯片结合，能够实现对微流控??芯片内的颗粒的分离，捕获，装运等操作［２７１。值得注意地是，介电电泳与电泳是不同??的


本文编号：2917440