水凝胶液滴微流控高通量单细胞单分子分析综述发表于Acc. Chem. Res.

发布日期:2017-1-7     浏览次数:1940次    发布者:刘春英    

       我院杨朝勇教授和朱志教授应邀撰写的综述性论文“Hydrogel Droplet Microfluidics for High-Throughput Single Molecule/Cell Analysis”发表于美国化学会旗下刊物 Accounts of Chemical Research (Acc. Chem. Res., 2016, DOI: 10.1021/acs.accounts.6b00370)。论文系统地介绍了该课题组在液滴微流控单分子/单细胞分析领域包括单细胞培养、单分子/单细胞检测、单细胞测序和分子进化方面取得的阶段性进展,并提出了未来发展的挑战与方向。

       传统生物学分析方法通过分析大量分子和细胞获得群体平均数据,无法揭示不同分子、不同细胞之间存在的差异。单分子/单细胞分析技术希望比较单个个体间的差异,为阐述分子相互作用、分子机制、信号转导过程提供丰富的信息。单分子/单细胞分析对表征技术要求分析体积较小、灵敏度高, 同时又需要高通量以满足为揭示群体的异质性而需要大量统计数据的要求。液滴微流控具有液滴体积小、交叉污染少、反应快速、通量高等特点,是操控与研究单分子/单细胞的理想工具。为解决液滴的微观操控、储存与常规实验室宏观操作、检测的兼容性问题,杨朝勇课题组利用琼脂糖水凝胶的热相变性质,创新性地建立了琼脂糖液滴微流控单拷贝PCR方法,为DNA测序、单细胞分析提供了一种简单、快速、高通量的单分子放大方法。在此基础上,该课题组进一步发展了单分子/单细胞琼脂糖液滴RT-PCR方法,在液滴中实现了细胞分离、细胞裂解、反转录、链酶聚合反应、染色等一系列单细胞反转录放大关键步骤,可在几万到几十万个液滴内进行高度平行的单分子/单细胞RNA扩增分析,为单细胞基因表达分析提供了一种快速、低耗、高通量的方法,并进一步实现了大量正常细胞中痕量致病细胞的高灵敏检测。基于高通量液滴单分子扩增表征技术,该课题组还发展了核酸适体高效筛选鉴定新方法,为快速、经济地获得亲合力核酸适体提供了捷径。这一系列成果引起了国内外学术界的广泛关注。

       该工作得到了国家基金委杰出青年科学基金(21325522)、优秀青年基金(21422506)等项目的资助。

       论文链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.accounts.6b00370