近日，青島能源所單細胞中心聯合伊利集團、中糧營養健康研究院、香港大學等單位，成功開發出基于流式拉曼(Raman Flow Cytometry，RFC)的高通量、高精度益生菌快速質檢技術。該成果為益生菌產品提供了“單細胞分辨率”的多參數質量評估手段，并為行業帶來了“菌株身份證”級別的質量評估新方法，相關成果發表于《宏組學》(iMetaOmics)。
 

基于流式拉曼的益生菌質檢新技術
 

　　益生菌產業作為全球健康產業的重要分支，近年來發展迅猛，市場規模持續擴大。然而，產品質量參差不齊，核心技術標準尚不統一，已成為制約行業健康發展的關鍵瓶頸。益生菌產品的質量評價需涵蓋菌種鑒定、活菌數量以及菌株活力等多個參數，但傳統檢測方法存在周期長、準確率低、信息維度不足等問題，阻礙了產業的健康發展。
 

　　為突破這一瓶頸，單細胞中心張佳副研究員、王建美博士、朱鵬飛工程師、刁志鈿博士等，利用前期開發的一種基于拉曼組原理的單細胞精度益生菌質檢(miRS)技術，聯合伊利集團、中糧營養健康研究院、香港大學等開展協同攻關，進一步開發出新一代基于RFC的高通量益生菌質檢技術。
 

　　RFC技術融合了流式檢測與單細胞拉曼光譜(SCRS)分析的優勢，檢測速度達1秒/細胞，較前期開發的miRS技術提升超10倍。這種高通量的檢測能力，在構建參考拉曼光譜數據庫以及產品質量評估中展現出顯著優勢，能夠獲得更高的采樣深度，從而顯著提高菌種分類的準確性。研究表明，基于RFC的線性判別分析(LDA)分類器對益生菌菌株的分類準確率高達99.68%，即使在菌株豐度比1:1000的樣品中，也能靈敏地檢測出低豐度的菌株。
 

　　在活菌計數方面，RFC通過檢測細胞對重水(D2O)的代謝響應，快速測定活菌數量，與傳統平板計數結果高度吻合，檢測時間僅為傳統方法的1/10。在代謝活力評估方面，RFC不僅可以定量評估產品整體的代謝活力，還可借助菌種分類算法計算產品中每一菌種/菌株的代謝活力/活性。
 

　　此外，RFC技術的自動化程度高，操作簡便，能夠縮短檢測周期和成本，提高檢測效率。目前，RFC已對市售益生菌產品進行了多維參數的檢測，能夠提供準確、全面的質量分析數據，為企業建立科學、規范的質量控制體系提供有力支撐。未來，RFC技術還可以與其他技術結合，如單細胞基因組測序等，推動益生菌功能機制研究和產品精細化開發，助力產業高質量發展。
 

　　該工作由單細胞中心徐健研究員、張佳副研究員、中糧營養健康研究院鄭曉衛博士、香港大學黃適助理教授等主持完成，得到了國家重點研發青年科學家基金、國家自然科學基金等項目的支持。