复杂介质的微生物分离技术

土壤是多介质相互作用的自然界最复杂的生态系统之一，土壤群落可以在不同的体积和土壤类型中变化，土壤微生物参与有机物分解和营养物质循环等过程，是土壤环境健康发展的关键因素。土壤中巨大的微生物资源为人类物质生活的变化提供了有利工具，当前的大量的不可培养的微生物需要新的技术取得突破。同时一些不合理的应用对土壤的污染也在加剧，抗生素残留可对土壤微生物带来选择压力，使微生物产生抗性并促进抗生素抗药性向植物传播。

PRECI SCS有助于分选获得有价值的微生物资源，且可以从单细胞水平研究微生物群落到功能的变化。

• 微生物识别和分选

拉曼光谱作为单细胞的“分子指纹”对细胞进行表征，可实现单细胞非标记识别与精准分选。土壤中不同类型的未知微生物通过拉曼光谱聚类，可目的性精准识别和分选差异微生物类群。

• 应用拉曼光谱研究土壤耐药菌

抗生素耐药性的问题成为世界备受重视的社会与医学问题，单细胞拉曼光谱和单细胞分选测序技术能够对不同土壤中活性耐药菌(ARB)进行分析。当在重水中培养时，代谢活跃的细胞可以同化2D通过重新合成。进入细胞生物分子，随后点样进行微生物单细胞拉曼光谱的采集，可以快速识别在2300cm-1出具有C-D峰的微生物为耐药菌。

快速识别                                                精准分选

• 耐药菌单细胞测序

PRECI SCS靶向分选得到耐药菌后进行单细胞测序，可以找到“谁在做什么，如何做”。根据单细胞测序结果对耐药菌进行分类，分析表型抗性的耐药基因型信息，将多种抗生素耐药表型和基因型关联，为剖析环境中大量未培养耐药菌提供了崭新的方法。

• 发掘土壤功能微生物的利器

土壤中蕴含着丰富的微生物资源，比如一些功能菌发挥着固氮、固碳、抵抗病害的作用。还有一些微生物可以降解污染物质，使得土壤成为工业菌株开发的来源。

PRECI SCS-R300 拉曼单细胞分选仪识别模块可区分微生物与非生物颗粒。分选模块可以获得目标微生物，可见亦可得，助力科研工作者发掘土壤微生物的利器。

微生物是石油污染物去除的主要功能者,土壤中微生物的数量、种类及群落结构对石油污染物的生物降解效果有着重要影响。结合磁纳米颗粒技术（MMI）-稳定同位素（SIP）-拉曼分选（RACS）研究者根据拉曼光谱位移识别和分离出降解菲的菌株，并构建了该类菌群的进化树。在单细胞水平上建立降解菌基因与功能的联系，以期为我国石油污染土壤生物修复技术的应用提供参考。

1）Li HZ, Yang K, Liao H, Lassen SB, Su JQ, Zhang X, Cui L, Zhu YG. Active antibiotic resistome in soils unraveled by single-cell isotope probing and targeted metagenomics. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022 Oct 4;119(40).

2）Li, Jibing, et al. Identifying the Active Phenanthrene Degraders and Characterizing Their Metabolic Activities at the Single-Cell Level By the Combination of Magnetic-Nanoparticle-Mediated Isolation, Stable-Isotope Probing, and Raman-Activated Cell Sorting (MMI-SIP-RACS). Environmental Science & Technology, vol. 56, no. 4, 2022.