في مجال الهندسة الانزيم ، لوحة التقليدية طريقة الفحص كانت دائما تستخدم عادة من قبل الباحثين . ومع ذلك ، هناك العديد من القيود في هذا النهج . العلماء بحاجة إلى تطوير واختبار الانزيمات واحدا تلو الآخر ، مثل البحث عن إبرة في بحر واسع ، ليس فقط تكريس الكثير من الوقت والطاقة ،وكفاءةأكثرمنخفضة . ونتيجة لذلك ، فإنه يأخذ وقتا طويلا للحصول على أفضل المسوخ ، وبالتالي فإنه من الصعب تلبية متطلبات التطبيق العملي .

ميكروفلويديك من البازيليسقتجهيزمثل " فحص الخبراء " مع قدرة غير عادية ، فإنه يمكن التعامل مع كمية كبيرة من عينات انزيم بكفاءة في وقت قصير جدا ، مما يحسن إلى حد كبير كفاءة الفرز . على سبيل المثال ، إذا كان الأسلوب التقليدي يمكن التعامل مع عشرات من العينات في اليوم ، ميكروفلويديك يمكن التعامل مع الآلاف من العينات في اليوم . وفي الوقت نفسه ، كما حرص العين " المراقب " ، يمكن التقاط بدقة خصائص كل متحولة ، وبالتالي دقة الشاشةنشاط أعلى وأكثر تحديداالإنزيمات . علاوة على ذلكتيانمو ميكروفلويديك منصةفائدة نموذج يحتوي على مزايا التكامل عالية ، والتشغيل الآلي ، ومراقبة دقيقة من انزيم عملية الفرز يمكن أن تتحقق ، تدخل من العوامل البشرية يمكن أن تنخفض ، وموثوقية نتائج الفرز يمكن تحسينها .

في الوقت الحاضر ، أربعة أنواع من أجهزة ميكروفلويديك نشرت حالة التطبيق ملخص الاتجاه

التاليمن بين العديد من نتائج البحوث التي نشرت من قبل Tianmu ميكروفلويديك البيولوجية معدات التحكم ، واثنين من الحالات النموذجية المختارة .

الوثائق1

أجهزة الاستشعار البيولوجيةسميكروفلويديكدالتحسن كبير في النشاط والاستقرار aloketose مخلقة

دالaloketose هو نوع من انخفاض السعرات الحرارية النادرة ketohexose ، والتي لديها وظائف فسيولوجية مثل خفض نسبة السكر في الدم ، المضادة للأكسدة ، وهلم جرا . الحيوي يعتمد على الكيتوز3ايزوميراز التفاضلية )KEasesومع ذلك ، هناك العديد من المشاكل مثل انخفاض كفاءة الحفاز وضعف الاستقرار .ولذلك ، من الضروري وضع محفز مع أعلى كفاءة وأكثر استقرارا .KEasesطرق الفحص التقليدية ( مثل التحليل الكروماتوغرافي ، لوحة microporous الفرز ) ليست فعالة بما فيه الكفاية لتلبية متطلبات الفرز الفائق الإنتاجية متحولة المكتبات .

تصميم عقلاني و الاتجاه تطور فريق البروفيسور تشين هويمين ، جامعة تيانجين للعلوم والتكنولوجيادالالوکس3ايزوميراز التفاضلية )SfDAE) إجراء تعديلات على بناء تحتوي على حوالي200عشرة آلاف متحولة المكتبات واستخدامخلية واحدة نظام الفرز عالية الإنتاجية ترقيات الجلد قطرات السائلخلية DREMدمجدالترميز الجينات الاستشعار عن الاستجابة التنظيمية عامل النسخ في الوقت الحقيقي رصد alloketoseدالالوکسعالية الغلة من سلالة تم الحصول عليها عن طريق الفرز و نشاط انزيم تم الكشف عنها بعد توسيع الثقافة .

دايسبناء مكتبة متحولةوكذلكعملية الفرز على أساس microfluidic قطرات السائلدايسالكشف عن النشاط

بعد عدة جولاتFADSفصلالمسوخ تم تحديدها .M3-2بالمقارنة مع نوع البريةSfDAEرفع17مرات . متحولةM3-2فيدالايزومريزاسيون الفركتوزدالوقد أظهرت أعلى كفاءة الحفاز والاستقرار الحراري .

سلسلة زمنية من الرسم البياني في عملية الفرز الاصطناعي مختلطة قطرة السائل مكتبة عرض الكشف عن إشارة مضان مضان صورة مجهرية

الوثائق2

البكتيريا الاستشعارسميكروفلويديكالفرز للحصول على عاليةنشطلون .هيدروكسيلاز الانينفتح5hydroxychronineكفاءة الإنتاج

5 hydroxychronine( أ )5-HTPهو منتج وسيط من التربتوفان أيض السلائف من السيروتونين ، الناقل العصبي ، والتي يمكن أن تنظم المزاج ، وتحسين النوم ، والسيطرة على الشهية . بالمقارنة مع استخراج النباتات أو التركيب الكيميائي ، الحيوي5-HTPفائدة نموذج لديها مزايا التكلفة المنخفضة والكفاءة العالية . هيدروكسيلاز تريبتوفان طبيعي )TPHفي التطبيقات الصناعية ، وعدم كفاية النشاط وضعف الاستقرار تحد من الإنتاج على نطاق واسع .من خلال تطوير نظام يقوم علىخلية واحدة نظام الفرز عالية الإنتاجية ترقيات الجلد قطرات السائلخلية DREMمنصة فرز قطرات ميكروفلويديك )DTSPجنبا إلى جنب مع أجهزة الاستشعار البيولوجية البكتيريةTPHكفاءة فحص المسوخ .

البروفيسور تشين هويمين فريق من جامعة تيانجيننوعين من البكتيريانوعبكتيريا إنتاج الإنزيم )EPBتستخدم للتعبير عنTPHمتحولةنوعالكشف عن البكتيريا )DB) للكشف عنل -تريبتونين )L - Trpالتركيز .قطرة واحدة في حزمةEPBخليةL - Trpإلى5-HTPبعد الكشف عن البكتيريا يتم حقنها في قطرات السائل .L - Trpإشارة مضان الفرزnمقاومة الحرارة والنشاط من المسخ تم الكشف عنها .

منصة الفرز الفائق الإنتاجية على أساس قطرات ميكروفلويديك )DTSPو

استخدامكارثة تشبع متكررة )ISMوحق .TPHالتطور الموجه，الطفرات الرئيسية التي تم الحصول عليها من خلال فحص متعدد نقطة ثابتة الطفرات .جسمM4-1( أ )D129LوQ132MوP103AوT236Kو，تعزيز نشاط الحفاز4.25تحسين الاستقرار الحراري3.2عصرقطرات السائل نظام الفرز ميكروفلويديكفحص كل ساعة36مليون متحولةكفاءة الفرز هو أعلى بكثير من الطريقة التقليدية ، ولها ميزة كبيرة في عملية الفرز على نطاق واسع طفرة المكتبة .

على أساس الاستشعار البيولوجية البكتيرية5-HPEالرسم التخطيطي العام تدفق عالية microfluidic فصل قطرات(أ)التعبئة والتغليف والثقافة متحولة المكتبات(ب) DBحقن الخلايا و قطرات الثقافة(ج)فصل قطرات إيجابية

هذه الحالات العملية المنشورة يمكن أن تجعلنا نشعر بشكل حدسي أكبرو التطبيق العملي . هذه الحالات لا يمكن إلا أن توفر تجربة قيمة و مرجع للباحثين العلميين ، ولكن أيضا يمكن أن توفر الأفكار والتوجيه لتطبيق هذه التكنولوجيا في المزيد من السيناريوهات .

مع تطور علم الأحياء الدقيقة fluidicsتجهيزمن خلال تحليل الحالة الفعلية ، ونحن سوف تفتح إمكانيات لا حصر لها في مجال هندسة الإنزيم ، ودفع البحث في هندسة الإنزيم إلى آفاق جديدة ، ضخ قوة دافعة قوية لتطوير صناعة التكنولوجيا الحيوية ، وجعل المزيد من الإنجازات المبتكرة على أساس هندسة الإنزيم تعود بالفائدة على المجتمع البشري . دعونا نأمل أن نتمكن من العثور على المزيد من المفاجآت في مجال التكنولوجيا وتطبيق النتائج في متابعة دراسة الحالة .