真菌单细胞分离技术
酵母菌菌体离心实验步骤

酵母菌菌体离心实验步骤以酵母菌菌体离心实验步骤为标题,写一篇文章如下:酵母菌是一类单细胞真菌,广泛存在于自然环境中,被广泛应用于食品发酵、酿造和生物学研究等领域。
离心实验是一种常用的分离和纯化生物物质的方法,下面将介绍以酵母菌菌体离心实验步骤。
实验所需材料和仪器:1. 酵母菌培养液:含有大量酵母菌菌体的培养液。
2. 离心管:用于离心实验的管状容器。
3. 离心机:用于离心实验的设备,能够以高速旋转离心管。
实验步骤如下:步骤一:准备工作1. 将离心管清洗干净,并确保没有任何杂质。
2. 用无菌技术取出适量的酵母菌培养液,注意避免外界的污染。
3. 准备好离心机,确保离心机内部的离心管是干净的。
步骤二:装样品1. 将取出的酵母菌培养液缓慢倒入离心管中,避免产生气泡。
2. 确保离心管中液体的高度不超过离心管的容积的70%。
步骤三:离心实验1. 将装有酵母菌培养液的离心管放入离心机中。
2. 调节离心机的转速和离心时间。
一般来说,酵母菌的离心转速为3000-5000转/分钟,离心时间为5-10分钟。
3. 启动离心机,使其以设定的速度旋转。
步骤四:离心结束1. 离心结束后,停止离心机的运转。
2. 注意离心管内可能产生的沉淀,避免晃动或颠倒离心管。
步骤五:收集上清液1. 将离心机中的离心管取出,并小心地将上清液倒入另一个干净的容器中。
2. 注意避免将沉淀带入上清液中。
通过以上实验步骤,我们可以将酵母菌菌体从培养液中分离出来,得到较为纯净的上清液。
离心实验通过利用离心力将悬浮在液体中的颗粒物分离出来,其原理是根据颗粒物在离心力作用下的不同沉降速度来实现分离。
在酵母菌菌体离心实验中,酵母菌菌体由于其较大的体积和密度,会向离心管底部沉积,形成沉淀,上清液中则是相对较为纯净的液体。
需要注意的是,在进行酵母菌菌体离心实验时,应注意使用无菌技术,以避免外界的污染。
此外,在实验过程中,离心机的转速和离心时间的选择也需要根据具体的实验要求和酵母菌的性质进行调整。
植物病原菌分离方法

➢ 培养性状的描述,要注明培养基的 种类、培养温度和有无光照等。
真菌培养性状的观察,最好多用几种 培养基。
✓ 如 镰 刀 霉 属 (Fusarium ) 和 青 霉 属 (Penicillium)等,在各种培养基上 的培养性状在鉴定上是很重要的。
✓ 链孢菌属(Alternaria) ✓ 小丛壳属(Glomerelia) ✓ 茎点菌属(Phoma) ✓ 拟茎点菌属(Phomopsis) ✓ 曲霉
特殊类型真菌的分离 采用特殊的方法分离
特殊的培养基;如
集孢粘菌:(Acraciomycetes) 以E.coli为食
专性寄主的用诱饵分离
采用特殊的培养条件
细菌的排除
➢ 将培养基调节至酸性环境,10ml培 养基中加3滴25%的乳酸
➢ 加孟加拉红,配培养基时加入 35mg/L
➢ 加抗生素,除氯霉素外,其余均灭 菌后加入
金霉素:抑制多数细菌(30ug/ml) 青霉素:抑制G+细菌,20ug/ml 多粒霉素B:抑制G-细菌(5ug/ml) 链霉素:40ug/ml 氯霉素:50ug/ml,大部分细菌
现几种不同形状的菌落,终有 1种是主要的。 如果菌落类型很多,且不分主 次,很可能未分离到病原细 菌,应考虑重新分离。 如果不熟悉1种细菌菌落的性 状,就应选择几种不同类型的 菌落,分别培养以后接种测定 其致病性,最终确定病原细 菌。
一种细菌病害一般是由一种 病原细菌引起的,琼胶平板上 出现几种不同类型的菌落,实 质上只有一种是真正的病原
板,但难于掌握温度,也可平 板涂布。
组织分离法(真菌)
➢ 切取小块病健交界处的病组 织,经表面消毒和灭菌水洗过 以后,移在琼胶培养基平板上 培养,待真菌长出后挑取菌丝 进行纯化,得到植物病原真菌 的分离方法。
单细胞分离技术

单细胞分离技术
单细胞分离技术是一种在生物学领域中被广泛应用的技术,它可以帮助科研人员对细胞进行个体化研究,从而更好地理解细胞的功能和特性。
这项技术的发展为细胞生物学研究提供了全新的可能性,也为医学诊断和治疗领域带来了重大的进展。
单细胞分离技术的原理是将复杂的细胞组织样本分离成单个细胞,以便对每个细胞进行独立的研究。
这种技术的发展离不开微流控技术、光学显微技术、生物信息学等多个领域的交叉应用。
通过精密的装置和精细的操作,科研人员可以将细胞逐个地提取出来,进行基因测序、蛋白质分析、代谢组学研究等,从而揭示细胞之间的差异和相互关系。
单细胞分离技术在肿瘤研究中具有重要意义。
肿瘤组织是由多种类型的细胞组成的复杂系统,不同类型的细胞可能具有不同的生长特性和药物敏感性。
通过单细胞分离技术,科研人员可以对肿瘤组织中的各种细胞进行分类和研究,找出潜在的治疗靶点,并开发针对性的治疗策略,为个性化治疗提供有力支持。
除了在肿瘤研究中的应用,单细胞分离技术还在干细胞研究、免疫学研究、神经科学等领域发挥着重要作用。
例如,在干细胞研究中,科研人员可以通过单细胞分离技术研究干细胞的分化过程和调控机制,为再生医学提供理论基础和实验依据。
在免疫学研究中,单细胞分离技术可以帮助科研人员深入了解免疫细胞的功能和发育过程,
为疾病的预防和治疗提供新思路。
随着生物技术的不断发展,单细胞分离技术也在不断完善和创新。
未来,随着单细胞分离技术的进一步发展,相信它将为科学研究和医学进步带来更多的惊喜和突破。
希望科研人员能够充分利用这一技术,开展更加深入和广泛的研究,为人类健康和生命质量的提升作出更大的贡献。
实验四 细菌、真菌、放线菌的分离与培养

实验报告课程名称:环境微生物学实验实验类型:综合实验实验项目名称:微生物的分离与培养与菌落观察学生姓名:专业:环境工程学号:同组学生姓名:指导老师:实验地点:实验日期:2018 年 10月16日一、实验目的和要求1.掌握微生物接种培养技术2.掌握微生物分离纯化技术3.学习并掌握放菌落形态结构的观察方法,认识并理解它们的形态特征。
二、实验内容和原理土壤是微生物生活的大本营,是寻找和发现具有重要价值微生物的主要菌源。
在不同土壤中,各类微生物的数量千差万别。
为了分离获得某种微生物,需要预先制备不同稀释度的菌悬液,并添加相应的抗生素抑制不需要的微生物,例如,添加链霉素25~50U/mL抑制细菌;添加0.5%重铬酸钾液或制霉素50 U/mL 抑制霉菌。
通过10倍稀释以及平板分离、平板涂布和平板划线等操作,微生物可在平板上分散成单个的个体,经过适宜条件培养,单个个体可形成单个菌落。
挑取单个菌落转接至新鲜平板上,即可使目的菌种纯化。
1.菌种的分离纯化:从混杂微生物群体中获得只含有某一种或某一株微生物的过程称为微生物分离与纯化。
在分子生物学的研究及应用中,不仅需要通过分离纯化技术从混杂的天然微生物群中分离出特定的微生物,而且还必须随时注意保持微生物纯培养物的“单一性”,防止其他微生物的混入。
2.平板涂布法:因为将微生物悬液先加到较烫的培养基中再倒平板易造成某些热敏感菌的死亡,且采用稀释倒平板法也会使一些严格好氧菌因被固定在琼脂中间缺乏氧气而影响其生长,因此在微生物学研究中常用的纯种分离方法是涂布平板法。
用途上,一般多用于从菌种的纯化;优点是可以观察菌落特征,对混合菌进行分离;但不能计数3.平板划线法:最简单的分离微生物的方法是平板划线法,其原理是将微生物样品在固体培养基表面多次作“由点到线”稀释而达到分离目的的。
划线的方法很多,常见的比较容易出现单个菌落的划线方法有斜线法、曲线法、方格法、放射法、四格法等。
用途一般多用于筛选菌株。
[工作]菌种分离思路
![[工作]菌种分离思路](https://img.taocdn.com/s3/m/dde9f955326c1eb91a37f111f18583d049640fe0.png)
菌种分离思路:⌝菌种筛选方案:[1] 初筛:目的是删去明确不符合要求的大部分菌株,把生产性状类似的菌株尽量保留下来,使优良菌种不致于漏网。
初筛工作以量为主,测定的精确性还在其次。
初筛的手段应尽可能快速、简单。
[2] 复筛的目的是确认符合生产要求的菌株,所以,复筛步骤以质为主,应精确测定每个菌株的生产指标。
⌝菌种筛选的手段[1] 初筛[2] 从菌体形态变异分析[3] 平皿快速检测法:具体的有纸片培养显色法、变色圈法、透明圈法、生长圈法和抑制圈法等[4] 摇瓶培养法:初筛的摇瓶培养一般是一个菌株只做一次发酵测定,从大量菌株中选出10-20%较好的菌株,淘汰80-90%的菌株;而复筛中摇瓶培养一般是一个菌株培养3瓶,选出3-5个较好的菌株,再做进一步比较,选出最佳的菌株。
土中细菌的富集培养与分离分离土样中的大部分细菌的分离程序中无需进行富集。
但对某些少数细菌则要求特殊的富集或选择技术才能很好地被分离培养。
富集方法:运用细菌的酶诱导性,在分离培养基中添加若干抗生素、复杂底物及生长因子的前体物质来激活细菌某一特殊基因组,可以建立起若干富集技术。
富集可以促进抗性的产生并维持下来。
土样中细菌的富集:适度稀释后,取0.1m1涂布已添加及未添加富集底物(如几丁质、纤维素等)的土浸出汁平板。
植物体上细菌的分离:无菌富集,加植物浸出液适度培养取样,洗涤,取1ml经适度稀释后涂布平板。
水中细菌的分离:水样通过0.22μm无菌滤膜,取出滤膜用1ml无菌稀释液将滤膜上的沉积洗下。
用样本稀释液适度稀释,涂布平板倒置培养或滤纸压印分离法。
水中细菌分离的简易富集技术:(1) 在无菌的、用棉团塞好的广口三角烧瓶中连续培养,定期取样涂布适宜分离琼脂平板上;(2) 在不同水体的水样中加入一定的底物如蔗糖、多糖及蛋白质等,同样可以促进水中微生物的增殖。
(3) 培养过程中可加入低浓度的抗真菌剂以抑制真菌的生长。
(4) 另一富集方法是在培养烧瓶中添加细菌“附着材料”,如无菌的植物组织或土壤浸出液。
微生物菌种分离和鉴定技术

微生物菌种鉴定技术
表征(表型)特征 形态特征 生理和代谢特征 生态特征
遗传(基因型)特征 蛋白质比较 核酸碱基组成 核酸序列
分子标尺
多相鉴定技术 Polyphasic Identification
新型显色培养基:
利用微生物自身代谢产生的酶与相应显色底物反应显色的原理来检测微生物 的培养基 。
微生物快速分离、计数方法
Petrifilm Plate (3M)
微生物快速分离、计数方法
3M Petrifilm Plate
Aerobic Count Plate Coliform Count Plate Rapid Coliform Count Plate E. coli /Coliform Count Plate Enterbacteriaceae Count Plate Yeast and Mold Count Plate Staph. aureus Express Count Plate Environmental Listeria Plate
单细胞(孢子)分离
选择培养基分离
传统选择性培养基
血平板:适于各类细菌的生长,一般细菌检验标本的分离,都应接种此平板。 巧克力血平板:其中含有V和X因子,适于接种疑有嗜血杆菌、奈瑟菌等的标
本。 中国蓝平板或伊红美蓝平板:可抑制革兰阳性细菌,有选择地促进G-菌生长,
是较好的弱选择性培养基。 麦康凯平板:具中等强度选择性,抑菌力略强,有较少革兰阴性菌不生长。 SS琼脂:有较强的抑菌力,用于志贺菌和沙门菌的分离。 碱性琼脂:用于从粪便中分离霍乱弧菌及其它弧菌。 血液增菌培养基:用于从血液、骨髓中分离常见病原菌。 营养肉汤:用于标本及各类细菌的增菌
微生物名词解释

◎第1章1.微生物(mi cr oor g an is m):通常描述一切不借助显微镜用肉眼看不见的微小生物。
这类微生物包括病毒、细菌、古菌、真菌、原生生物和某些藻类。
2.微生物学(m icr o bi ol og y):指大量的、极其多样的、不借助显微镜看不见的微小生物类群的总称。
微生物通常包括病毒、亚病毒(类病毒、拟病毒、朊病毒)、具原核细胞结构的真细菌、古生菌以及具真核细胞结构的真菌(酵母、霉菌)、原生动物和单细胞藻类。
3.分子微生物学(mo le cu la r mi cro b io lo gy):在分子水平上研究微生物生命活动规律的科学。
4.细胞微生物学(ce ll ul ar mi cr ob i ol og y):重点研究微生物与寄主细胞相互关系的科学。
5.微生物基因组学(mi cr ob ic g eno m ic s):研究微生物基因组的分子结构、信息含量及其编码的基因产物的科学。
6.自生说(s po nta n eo us ge ne ra ti on):一个古老的学说,认为一切生命有机体都能够从无生命的物质自然发生。
7.安东·列文虎克(An to ny va n Le e uw en ho ek,1632-1723):荷兰商人,他是真正看见并描述微生物的第一人,他利用自制放大倍数为50~300倍的显微镜发现了微生物世界(当时称之为微小动物),首次揭示了一个崭新的生物世界――微生物界。
8.路易斯·巴斯德(Lo ui s Pa st eur,1822-1895):法国人,原为化学家,后来转向微生物学研究领域,为微生物学的建立和发展作出了卓越的贡献,成为微生物学的奠基人。
主要贡献:用曲颈瓶实验彻底否定了“自生说”,从此建立了病原学说,推动了微生物学的发展;研究了鸡霍乱,发现将病原菌减毒可诱发免疫性,以预防鸡霍乱病,其后他又研究了牛、羊炭疽病和狂犬病,并首次制成狂犬疫苗,证实其免疫学说,为人类防病、治病作出了重大贡献;分离到了许多引起发酵的微生物,并证实乙醇发酵是由酵母菌引起的,也发现乳酸发酵、醋酸发酵和丁酸发酵是由不同细菌所引起的,为进一步研究微生物的生理生化和工业微生物学奠定了基础。
酵母菌的分离

酵母菌的分离酵母菌是一类单细胞真菌,广泛存在于自然界中的土壤、水体、果实等环境中。
酵母菌以其独特的代谢特性被广泛应用于食品工业、制药业、酿酒业等领域。
为了深入了解酵母菌的特性和应用潜力,科学家们对酵母菌进行了大量的分离研究。
酵母菌的分离是指从样本中筛选出纯种的酵母菌,并将其进行培养和研究。
在分离酵母菌的过程中,科学家们需要采集样本,如土壤、果实等,将样本经过一系列处理后进行培养。
首先,样本会经过物理处理,如振荡、搅拌等,以分散其中的酵母菌。
然后,样本会被培养在富含营养物的培养基中,提供适宜的环境条件,使酵母菌能够生长繁殖。
接下来,科学家们会进行菌落计数,通过观察和统计菌落的数量和形态,筛选出单一的酵母菌菌种。
最后,分离得到的酵母菌菌种会被进行进一步的鉴定和培养,以确保其纯度和活力。
酵母菌的分离研究对于酵母菌的应用具有重要意义。
首先,分离得到的酵母菌菌种可以用于酿酒和发酵产业。
不同的酵母菌菌种具有不同的发酵特性和产物特性,通过分离和筛选,可以获得更适合特定产品的酵母菌菌种,从而提高产品的质量和产量。
其次,分离得到的酵母菌菌种可以用于制药工业。
酵母菌可以被用于生产多种药物,如抗生素、维生素等,分离研究可以为制药工业提供更多的菌种资源和新的应用途径。
此外,分离酵母菌还可以用于食品工业。
酵母菌可以被用于发酵食品的制作,如面包、啤酒等,通过分离和培养研究,可以获得更适合特定食品的酵母菌菌种,提高食品的品质和口感。
当前,酵母菌的分离研究正处于不断深入的阶段。
科学家们通过采集不同样本,如极端环境、农产品等,寻找更多的酵母菌菌种。
同时,利用现代生物技术手段,如基因工程、高通量筛选等,加速酵母菌的分离和鉴定过程。
这些研究不仅有助于发现新的酵母菌菌种,还可以为酵母菌的应用提供更多的可能性。
酵母菌的分离是一项重要的研究工作,对于酵母菌的应用具有重要意义。
通过分离研究,科学家们可以获得纯种的酵母菌菌种,并将其应用于食品工业、制药业、酿酒业等领域。
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1 材料与方法 1.1 试验材料1.1.1 菌种红酵母(Rhodotorula glutinis)、里氏木霉(Trichoderma reesei)本实验室保藏。
1.1.2 主要试剂和仪器SU-8光刻胶,MicroChem公司;AR 300-26显影液,Allresist公司;SYLGARD 184硅橡胶(PDMS),Dow Corning公司;台盼蓝,Sigma公司;酵母膏、胰蛋白胨,OXOID 公司。
DWL 66+激光直写设备,海德堡公司;脱泡搅拌机,Thinky公司;超声波清洗器,昆山市超声仪器有限公司;低温等离子清洗机,赛奥特(北京)光电技术有限公司;TS-2A 注射泵,中国河北保定兰格恒流泵有限公司;荧光倒置显微镜,Olympus公司;Leica TCS SP8激光共聚焦显微镜,Leica Microsystems公司。
1.1.3 培养基YPD培养基(g/L):酵母膏10.0,胰蛋白胨20.0,葡萄糖20.0。
固体培养基还需加入琼脂粉20.0。
1.2 试验方法1.2.1 芯片设计与制备利用L-edit软件绘制芯片外形以及芯片微结构。
然后采用激光直写的方法制备光刻胶模板,激光直写通过强度可变的激光束对玻片表面的光刻胶进行变剂量曝光,在显影液中浸泡显影后即可形成所需的浮雕形状。
将PDMS的A组分(基本组分)和B组分(固化剂)以10:1的质量比混合,搅拌均匀后于脱泡搅拌机内进行脱泡处理。
随后将PDMS倾倒在上述制备的光刻胶模板表面上,水平放置于真空干燥器内保持负压抽吸,使得胶体与主模表面充分接触并再次除去微小的气泡。
确保体系内没有气泡之后将其水平置于电热板上,95 ℃加热2 h使PDMS固化。
将固化后的PDMS从模板上剥离并切割成合适的大小,接着利用打孔器(内径1.5 mm)在芯片图案的两端打孔,分别形成进样孔与出样孔。
用透明胶带粘贴PDMS表面数次以去除杂质,最后用乙醇超声清洗10 min并置于电热板上120 ℃加热1 h烘干。
将盖玻片依次用丙酮、乙醇、超净水超声清洗5 min,然后置于电热板上120 ℃加热1 h烘干。
待PDMS和盖玻片烘干并冷却后,将二者置于低温等离子清洗机内处理20 s,随后迅速进行键合,10 min后将其置于电热板上以80 ℃加热1 h,芯片制备完成。
分别于荧光倒置显微镜和激光共聚焦显微镜下对芯片结构进行观察。
1.2.2 真菌捕获与培养挑取适量的酵母菌接种到YPD固体培养基上进行活化,28 ℃培养24 h。
随后挑取适量酵母菌接种到YPD液体培养基中,于恒温培养振荡器中28 ℃、150 r/min培养24 h。
调整酵母菌溶液浓度为5×105个/mL备用。
以YPD培养基对里氏木霉孢子母液进行稀释,将孢子浓度调整到5×105个/mL备用。
将芯片和导管于1×105 Pa灭菌20 min,在芯片的进样孔和出样孔插管,用无菌注射器在进样孔注入YPD培养基从而润洗芯片。
随后将含有真菌溶液的注射器连接在注射泵上,以100 μL/min的速度进样,全程应注意避免产生气泡,进样结束后置于恒温培养器中28 ℃培养。
1.2.3 真菌性质的测定(1) 酵母菌捕获率:进样后于激光共聚焦显微镜下观察并拍照,利用ImageJ软件进行酵母计数,计算捕获率。
(2) 酵母菌生长:进样后的芯片在28 ℃恒温培养器中培养,分别于0、2、4、6 h利用荧光倒置显微镜对单个微结构中的酵母细胞进行观察,拍照记录酵母单细胞出芽过程。
同时,分别于0、2、4、6 h取28 ℃、150 r/min培养条件下YPD培养基中的酵母细胞进行观察,作为对照。
(3) 酵母菌活性测定:进样后的芯片在28 ℃恒温培养器中培养,分别在24、36、48 h以4%的台盼蓝溶液进行染色,计算酵母细胞死亡率以测定酵母活性。
同时,分别于24、36、48 h取28 ℃、150 r/min条件下YPD培养基游离培养的酵母细胞进行观察,作为对照。
(4) 木霉孢子生长过程:进样后的芯片在28 ℃恒温培养器中培养,分别于0、3、6、9h利用荧光倒置显微镜对单个微结构中的孢子进行观察,拍照记录孢子的萌发过程。
同时,分别于0、3、6、9 h对芯片上非捕获区域的孢子进行观察,作为对照。
2 结果与分析 2.1 芯片设计与制备芯片的设计与制备如图 1所示。
图 1A是芯片的设计图,芯片长度为15 000 μm,宽度为2 000 μm;用于捕获和培养真菌单细胞的微结构集中在芯片中心的区域,微结构的形状为“U”型,长度15 μm,彼此的间距为20 μm,真菌细胞溶液从芯片的左侧进样口注入并从右侧的出样口流出,在此过程中细胞被“U”型结构捕获;流道上分布着许多直径100 μm的柱体用以支撑芯片。
图 1b为单个微结构的立体示意图,其长度和高度皆为15 μm,一面上设计有凹槽,当细胞溶液经过时,液体会从凹槽部分流走,细胞则会被卡住,从而实现细胞的捕获。
本文所用酵母菌的直径为3-5 μm,木霉孢子的直径为2-3 μm,为了使得溶液通过而尽量避免细胞通过,凹槽的尺寸应与细胞尺寸接近或者小于细胞尺寸;但是考虑到尺寸较小时,芯片制备存在一定难度从而产生误差,实际尺寸会小于设计尺寸,因此设计了边长5 μm、深度5 μm、纵向长度10 μm的凹槽。
图 1C是芯片的制备流程示意图,L-edit软件绘制图案后利用激光直写技术制备光刻胶模板,凹槽结构的获得通过两次曝光来实现,首先对凹槽以外的部分进行曝光,随后对凹槽部分进行曝光,两次曝光条件不同,以此形成高度差。
其中,凹槽以外部分的曝光光强为13 mw,显影时间90 s;凹槽部分的曝光光强为4 mW,显影时间40 s。
将PDMS倾倒在光刻胶模板上并在固化后剥离,得到PDMS芯片,最后将PDMS与玻片等离子键合起来即可制备微流控芯片(具体步骤见1.2.1)。
点击查看原图图 1芯片的设计与制备图 Figure 1The design and fabrication of chip 注:A:芯片的设计图;B:单个微结构的示意图;C:芯片制备过程图. Note: A: The design of chip; B: The diagram of single microstructure; C: The fabrication of chip.图选项图 2是在显微镜下对芯片的微结构进行形态观察时得到的图片,图 2A为芯片捕获区域在显微镜下的平面图,可见微结构与设计图案相符且排列整齐;图 2B是单个微结构在激光共聚焦显微镜下的立体图,其形状完好且可见凹槽区域,因此芯片制备成功。
经过测量,“U”型结构的实际尺寸与设计一致;而凹糟部分由于设计尺寸较小,实际所得的凹槽是一个上部宽、下部窄的倒梯形结构,其上边长为5 μm、下边长为2 μm、深度为3 μm,凹槽的纵向长度为10 μm。
点击查看原图图 2芯片的微结构形态 Figure 2The microstructures on chip 注:A:芯片的捕获区域;B:单个微结构的立体图. Note: A: The capture area on chip; B: The stereogram of single microstructure.图选项2.2 真菌孢子捕获与培养真菌孢子的进样过程如图 3所示,在注射泵的作用下,将注射器中的真菌溶液通入芯片的进样孔,真菌溶液在向出样孔流动的过程中,细胞会被“U”型结构捕获,溶液则从捕获结构的凹槽部分流走,最终多余的细胞和培养液从出样口流出,实现细胞的捕获。
所用酵母菌的直径为3 μm-5 μm,木霉孢子的直径为2 μm-3 μm。
右下角为芯片实物,芯片图案区域总长度为15 000 μm,宽度为2 000 μm,通道高度为15 μm,两端分别为进样孔和出样孔。
点击查看原图图 3真菌细胞进样过程 Figure 3The injection process of fungal cells图选项2.3 酵母菌捕获率测定酵母菌的捕获结果如图 4所示。
其中,图 4a是酵母菌溶液进样结束后在显微镜下观察所得的图片,可知在捕获的酵母细胞中,大多数为单细胞,此外也有2个细胞、3个细胞以及多个细胞,圆圈所示即为捕获的酵母单细胞。
不同个数酵母细胞的捕获率见图4B,酵母单细胞的捕获率为25.00%±1.38%。
点击查看原图图 4酵母菌捕获 Figure 4The capture of yeasts 注:A:酵母菌的捕获图;B:酵母菌的捕获率. Note: A: The image of yeasts capture; B: The capture rate of yeasts.图选项2.4 酵母菌生长分别于0、2、4、6 h对芯片上捕获的酵母菌单细胞进行观察,并以YPD培养基游离培养的酵母作对照,记录酵母菌的生长状态如图 5所示。
芯片上的酵母单细胞在2-4 h可明显地长出芽体,并且随着时间的增长芽体逐渐变大,部分单细胞在6 h即能完成出芽繁殖过程。
因此,酵母单细胞能够在该芯片上正常地生长、增殖。
点击查看原图图 5酵母菌出芽 Figure 5The budding process of yeasts图选项2.5 酵母菌活性测定分别于24、36、48 h测定芯片培养的酵母细胞活性,并以YPD培养基游离培养的酵母作为对照,计算酵母细胞死亡率。
如图 6所示,可知芯片上的酵母细胞在24、36、48h的死亡率均在5%-6%且彼此之间无显著性差异,同时在各时段与对照组之间的死亡率也无显著性差异。
因此,酵母细胞可以在此芯片上正常培养至少48 h。
点击查看原图图 6酵母菌死亡率 Figure 6The death rate of yeasts图选项2.6 木霉孢子生长过程分别于0、3、6、9 h对捕获的单个孢子进行观察,并以非捕获区域的孢子作对照,记录孢子萌发以及菌丝生长情况,如图 7所示。
从图 7a可知,在捕获3 h可以观察到孢子的膨胀,而在6 h左右部分孢子开始萌发,在9 h菌丝的长度已经远远超过捕获微结构的尺寸,菌丝向微结构外延伸。
图 7B显示在12 h部分菌丝出现了分叉的情况,随着时间的增长,菌丝继续变长,并且不同菌丝体相互交错;图 7C显示在24 h大量的菌丝交错在一起布满整个芯片;在48、72乃至120 h菌丝数量不断增加,彼此交错更为复杂。
因此,该芯片可以用于孢子萌发和菌丝生长的相关研究。
点击查看原图图 7木霉孢子萌发及菌丝生长过程 Figure 7The process of Trichoderma spore germination and mycelium growth 注:A:木霉孢子萌发过程;B:12 h的菌丝生长情况;C:24 h的菌丝生长情况. Note: A: The process of Trichoderma spore germination; B: The image of mycelium growth at 12 h; C: The image of mycelium growth at 24 h.图选项3 讨论与结论真菌的单细胞研究在阐述细胞异质性、单细胞基因测序以及研究微量真菌的生长特性等方面有着举足轻重的意义,其关键步骤在于单细胞的捕获与培养。