عالية الإنتاجية نظام الفرز الأمثل هو أساسا المستخدمة في فحص وتحسين السلالات الجرثومية من خلال كفاءة عالية طريقة تلقائية ، ولا سيما في مجالات الصناعة الميكروبية التخمير ، وإنتاج المخدرات ، والإدارة البيئية ، وهلم جرا . وتستند أساليب فحص السلالات عادة إلى التقنيات التالية :
1 - فحص وسائل الإعلام
اختيار وسائل الإعلام المناسبة : فحص السلالات عادة ما يتطلب اختيار وسائل الإعلام المختلفة لتعزيز نمو الكائنات الحية الدقيقة المستهدفة وإنتاج المنتجات . مختلف مكونات الثقافة المتوسطة يمكن أن تؤثر على نواتج الأيض من سلالة ، لذلك يجب أن تكون مصممة خصيصا حسب المنتج المستهدف أو الهدف وظيفة .
متوسطة الثقافة الأمثل : القدرة على إنتاج الأيضات من سلالة يمكن تحسينها من خلال تعديل مصدر الكربون ، النيتروجين ، والمعادن ، قيمة الرقم الهيدروجيني في المتوسط .
2 - تكنولوجيا الفرز الفائق الإنتاجية
تقنية الفرز الفائق الإنتاجية ( HTS ) يسمح موازية للكشف عن خصائص عدد كبير من السلالات في وقت قصير نسبيا . وتشمل أساليب الفرز عالية الإنتاجية المشتركة ما يلي :
microplate الأسلوب : استخدام 96 المسام ، 384 المسام أو أعلى تدفق microplate الشاشة بسرعة نمو سلالات متعددة ، والمنتجات التوليف وغيرها من العروض .
الكشف عن ثقافة السائل : من خلال نظام معالجة السائل التلقائي ، التلقائي قياس معدل النمو من سلالة ، الأيضات التركيز وغيرها من المعلومات ، واختيار أفضل أداء من سلالة .
مسبار فلوريسنت الأسلوب : استخدام علامات الفلورسنت أو الأصباغ ، من خلال الكشف عن نمو السلالة أو تغيير الأيضات بسرعة فحص سلالات ممتازة . . . . . . .
التلقائي المجهر : جنبا إلى جنب مع تقنية تحليل الصور ، أفضل سلالة تم فرزهم من عينة كبيرة الحجم باستخدام المسح المجهري الآلي و مستعمرة التشكل التحليل .
3 - فحص الجينوم
تحرير الجينات : استخدام أدوات تحرير الجينات مثل crispr / cas9 لتعديل الجينوم الميكروبي ، من أجل تعزيز القدرة على الإنتاج من المنتجات المستهدفة أو تحسين مسار الأيض محددة .
مسح الجينوم على نطاق واسع : من خلال تسلسل الجينوم وتحليل وفحص السلالات المحتملة ، مع التركيز على تلك التي لديها ميزة التمثيل الغذائي أو التسامح الجينات .
transcriptome التحليل : من خلال تحليل الحمض النووي الريبي seq التعبير الجيني الشخصي من سلالة ، سلالة أظهرت كفاءة عالية النشاط على المسار الأيضي الهدف تم فرزهم .
4 - فحص الأيضات
كروماتوغرافيا سائلة عالية الأداء ( هبلك ) ، اللوني للغاز ( م ع ) و طبقة رقيقة اللوني ( TLC ) كانت تستخدم للكشف عن الأيضات من سلالة تحت ظروف ثقافة معينة ، ثم سلالة مع ارتفاع القدرة على إنتاج الأيضات تم فرزهم .
تحليل الطيف الكتلي ( ماجستير ) : جنبا إلى جنب مع تحليل الطيف الكتلي ، التحليل الكمي والنوعي الأيضات من سلالة تم تنفيذها .
5 - فحص المقاومة
اختبار مقاومة المخدرات : مقاومة معينة الفرز ، مثل مقاومة المضادات الحيوية أو المعادن الثقيلة التسامح ، يمكن أن تكون مقاومة المخدرات من خلال لوحة أو ثقافة السائل عالية الإنتاجية الفرز للعثور على تلك التي تتكيف مع الظروف البيئية الخاصة .
التكيف البيئي الفرز : في بعض العمليات الصناعية التخمير ، قد تكون هناك حاجة إلى سلالات للعمل في ظروف بيئية معينة ، مثل ارتفاع في درجة الحرارة ، وانخفاض درجة الحموضة أو البيئات المالحة . سلالات التكيف يمكن العثور عليها من خلال فحص هذه الظروف القاسية .
6 - فحص نشاط انزيم
نشاط انزيم اختبار : إذا كان الهدف سلالة تنتج انزيم ، الركيزة المناسبة يمكن استخدامها للكشف عن نشاط انزيم ، على سبيل المثال ، باستخدام صبغات الركيزة لتحديد رد فعل الحفاز الانزيم . هذا الأسلوب يمكن أن الشاشة بسرعة عالية النشاط الأنزيمي من سلالة .
fluorescence enzymic العلامات : استخدام العلامات الفلورسنت الركيزة ونظام الكشف ، من خلال الكشف عن التغيرات في نشاط انزيم مضان ، عرض ممتاز من سلالة تم فرزهم .
7 - الفحص الشامل
مؤشر متعددة الفرز : الجمع بين عوامل مثل معدل النمو ، العائد ، والتسامح ، والتمثيل الغذائي من سلالة ، سلالة متفوقة تم تقييمها . هذا الأسلوب هو في كثير من الأحيان جنبا إلى جنب مع تدفق عالية منصة التشغيل الآلي ، ويمكن على نطاق واسع وكفاءة الفرز .
8 - تطبيق منصة التشغيل الآلي
نظم الفرز الفائق الإنتاجية عادة ما تكون مجهزة مع منصات التشغيل الآلي التي يمكن أن عملية أخذ العينات ، زراعة ، والاختبار والتحليل . على سبيل المثال ، جنبا إلى جنب مع معالجة السوائل الروبوت الآلي المجهر ، عدد كبير من السلالات يمكن فرزها في وقت قصير .
9 - تحليل البيانات والأمثل
تحليل البيانات الكبيرة : من خلال تحليل البيانات الإحصائية آلة التعلم ، وتحسين استراتيجية الفرز ، وتحسين دقة وكفاءة الفرز .
آلة التعلم الخوارزمية : آلة التعلم الخوارزمية المستخدمة لتحليل تأثير مختلف المعلمات ( مثل درجة الحرارة ، ودرجة الحموضة ، والتغذية ، الخ ) على أداء سلالة ، وتحسين استراتيجية الفرز الآلي . . .
من خلال هذه الأساليب ، وارتفاع تدفق نظام الفرز الأمثل يمكن بسرعة وفعالية اختيار السلالات المحتملة لاستخدامها في البحوث اللاحقة أو التطبيقات الصناعية .