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花粉活力測(cè)量新技術(shù):Ampha Z32阻抗微流式細(xì)胞儀
日期:2018-03-22 17:36:02

Ampha Z32700.jpg

花粉不僅是植物遺傳、育種、進(jìn)化、生殖的重要研究對(duì)象,也是孢粉分析、蜂群培育、藥物制造、醫(yī)療及生理實(shí)驗(yàn)的重要材料。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及常規(guī)雜交育種中,花粉質(zhì)量直接關(guān)系著后期結(jié)籽率及作物的產(chǎn)量,因此研究花粉的活性和育性成為不可缺少的基礎(chǔ)性工作?;ǚ刍盍κ腔ǚ劬哂械纳L(zhǎng)、萌發(fā)、或發(fā)育的能力。掌握快速、精準(zhǔn)分析花粉活力的測(cè)定方法,對(duì)于提高育種效率具有重要的作用和意義。

傳統(tǒng)方法.jpg

圖1.傳統(tǒng)染色鏡檢法


目前,花粉活力檢測(cè)主要的研究方法有基于熒光染色的流式細(xì)胞分析法、顯微鏡觀察法、萌發(fā)率測(cè)定等。這些方法往往操作復(fù)雜,需要有專業(yè)人員花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行預(yù)處理、需使用染色劑、測(cè)量通量低且重復(fù)性差,實(shí)驗(yàn)結(jié)果受人為因素影響較大。如圖1,當(dāng)使用基于熒光信號(hào)的流式細(xì)胞分析方法時(shí),預(yù)處理時(shí)間長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果可重復(fù)性低;當(dāng)在顯微鏡下觀察時(shí),我們可以觀察花粉的形態(tài)特征、但卻不能得到量化的形態(tài)參數(shù)。


針對(duì)這些情況,瑞士Amphasys公司基于傳統(tǒng)流式細(xì)胞法和庫(kù)爾特計(jì)數(shù)法,研發(fā)出一款利用阻抗微流式細(xì)胞分析技術(shù)測(cè)量花粉活力的新設(shè)備—Ampha Z32,揭開了花粉活力研究的新篇章。該方法無(wú)需染色標(biāo)記、操作簡(jiǎn)單,可實(shí)現(xiàn)花粉大小、活性的實(shí)時(shí)、高通量、快速、精準(zhǔn)測(cè)量,大大節(jié)省了科研工作者的時(shí)間和勞動(dòng)支出。

方法對(duì)比.gif

圖2. 傳統(tǒng)染色鏡檢法(FDA/PI)和阻抗微流式細(xì)胞法(IFC)測(cè)量結(jié)果對(duì)比&相關(guān)性分析

右圖甜椒花粉為傳統(tǒng)染色法與花粉活力分析儀測(cè)定的結(jié)果相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)兩者的相關(guān)性非常好R2 =0.9951。


采集甜椒花粉分別用傳統(tǒng)染色鏡檢法和阻抗微流式細(xì)胞法測(cè)量花粉活力,結(jié)果表明兩種方法測(cè)量結(jié)果具有非常好的相關(guān)性,R2=0.9951(如圖2)。其中,使用阻抗微流式細(xì)胞法進(jìn)行4次測(cè)量,總共僅需不到15分鐘,且測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)差<1%;而使用傳統(tǒng)染色鏡檢法,4次測(cè)量結(jié)果卻要耗費(fèi)近20個(gè)小時(shí),測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)差小于10%。由此可見,阻抗微流式細(xì)胞法不僅節(jié)約了大量的測(cè)量時(shí)間,還可以得到與傳統(tǒng)方法一致甚至是優(yōu)于傳統(tǒng)方法的測(cè)量結(jié)果。


工作原理


花粉活力分析儀Ampha Z32的測(cè)量核心是內(nèi)置微電極的微流控芯片。細(xì)胞(或顆粒)在注入?yún)^(qū)(圖3綠色框所示區(qū)域,通道尺寸為20×200mm)雙向電泳作用下,自動(dòng)排成一列并依次通過(guò)檢測(cè)區(qū)域(紅色框區(qū)域,通道尺寸10×10mm~40×40mm),此區(qū)域內(nèi)有兩個(gè)不同的電場(chǎng),當(dāng)細(xì)胞(或顆粒)的大小、形狀甚至是細(xì)胞活力狀況不同時(shí),就會(huì)產(chǎn)生不同信號(hào)差(圖3中b、c),從而得到細(xì)胞(或顆粒)的數(shù)量、活性等參數(shù),檢測(cè)完的細(xì)胞

(或顆粒)隨流體介質(zhì)沿管道排出。

AmphaChip.jpg

AmphaChip專利芯片 單細(xì)胞分析可重復(fù)多次使用

AmphaChip工作原理.jpg

圖3. 工作原理


主要功能


檢測(cè)花粉等非生物顆粒以及細(xì)菌,酵母菌(含孢子),動(dòng)植物細(xì)胞,及藻類等的生物細(xì)胞的大小、細(xì)胞形態(tài)、樣品濃度、細(xì)胞活性、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞分化等指標(biāo)。


應(yīng)用領(lǐng)域


?農(nóng)學(xué)?林學(xué)?園藝
?植物生理?植物病理?種子科學(xué)
?毒理學(xué)?遺傳育種?農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理
?食品科學(xué)?發(fā)酵工程?水生生物學(xué)
?血液學(xué)

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