Na área da engenharia enzimática, a triagem de placas planas tradicional tem sido um meio comum para os pesquisadores. No entanto, esse método tem muitas limitações. Os pesquisadores precisam cultivar e testar enzimas uma por uma, um processo que é como pegar uma agulha em um vasto oceano, e que requer muito tempo e esforço.eEficiênciamaispara baixo. Isso faz com que os métodos tradicionais de triagem manual demorem mais e, eventualmente, não consigam obter um bom mutante, o que torna difícil atender às necessidades das aplicações reais.

Micro-Fluido de BiologiaEquipamentoComo um "especialista em triagem" com habilidades extraordinárias, o processamento eficiente de grandes quantidades de amostras enzimáticas em um período extremamente curto melhora significativamente a eficiência da triagem. Por exemplo, se os métodos tradicionais podem processar apenas dezenas de amostras por dia, a tecnologia de microfluidos pode processar milhares de amostras por dia. Ao mesmo tempo, é como um "observador" visível, capaz de capturar com precisão as mudanças nas características de cada mutante e, assim, selecionar com precisão.Maior atividade e especificidadeenzimas. Além disso,Plataforma de Micro-Fluido TianjinCom características altamente integradas, é possível automatizar o processo de triagem enzimática e controlar com precisão, reduzir a interferência de fatores humanos e melhorar a confiabilidade dos resultados de triagem.

Resumo da direção de aplicação de quatro casos publicados de dispositivos de microfluidos

Em seguida,Dos inúmeros resultados científicos publicados com a ajuda do equipamento de microfluidos biológicos da Tianjin, dois casos típicos foram selecionados para explorar em profundidade suas aplicações e posições no campo da engenharia enzimática.

Documentação1

Biosensores+Micro-Controle:D-Melhorias inovadoras na atividade e estabilidade da alocone glicosintease

D-A alocona é um cetohexaco raro e baixo em calorias, com funções fisiológicas como hipoglicemia, antioxidantes e outros, e é um adoçante alternativo popular nos campos alimentar e farmacêutico. Sua biosíntese depende de cetonas3-Isomerase diferencial (KEasesMas as enzimas existentes têm problemas de baixa eficiência catalítica e má estabilidade.limitando a produção industrial e aplicações, a necessidade urgente de desenvolver mais eficiência catalítica e maior estabilidadeKEasesOs métodos de triagem tradicionais (como análise cromatográfica, triagem de placas microporosas) são ineficientes e são difíceis de atender às necessidades de triagem de depósitos de mutações de ultra-alto fluxo.

A equipe de professores Qin Huimen da Universidade de Ciência e Tecnologia de Tianjin baseou-se no design racional e na evolução direcionada com base na orientação estrutural.D-Açúcar Alone3-Isomerase diferencial (SfDAEtransformação, construído com cerca de200Biblioteca de mutações de milhares de mutantes e usoSistema de seleção de célula única de alta potência de melhoria da peleCélula DREMCombinaçãoD-Biosensores geneticamente codificados para o regulador de transcrição de resposta ao açúcar alorona para monitoramento em tempo realD-Açúcar AloneQuantidade de produção, selecionar para obter cepas de alto rendimento e expandir a cultura após biodetecção enzimática.

DAEaseCriação de bibliotecas de mutanteseProcesso de triagem microfluida baseado em gotas e cromatografia líquida de alta eficiênciaDAEaseDetecção de atividade

Depois de várias rodadasFADSClassificaçãoFinalmente, a identificação dos mutantesO M3-2Eficiência catalítica superior ao tipo selvagemSfDAEMelhorou.17Duas vezes. MutantesO M3-2emD-Isomerização da frutoseD-Uma maior eficiência catalítica e estabilidade térmica foram demonstradas na reação do açúcar alorona.

Gráfico de séries temporais do banco de gotas misturadas durante a triagem, mostrando sinais fluorescentes detectados e microimagens fluorescentes de gotas pré-triagem e gotas positivas após a triagem

Documentação2

Biosensores bacterianos+Micro-Controle:Filtrar obter altoAtividadecorAmina hidroxidaseDesbloqueia.5-HidroxiterinaProdução eficiente

5- Hidroxiterina（O 5-HTPÉ um produto intermediário do metabolismo da trônica e também um precursor do neurotransmissor serotonina, com efeitos como a regulação do humor, a melhoria do sono e o controle do apetite. Biosíntese em comparação com extração de plantas ou síntese químicaO 5-HTPVantagens de baixo custo e eficiência. Tritonide Hidroxiase Natural (TPHProblemas de baixa atividade e estabilidade em aplicações industriais limitam sua produção em massa.Este estudo desenvolveu uma baseSistema de seleção de célula única de alta potência de melhoria da peleCélula DREMPlataforma de seleção de gotas de microfluido (DTSPem combinação com biosensores bacterianos,TPHTriagem eficiente de mutantes.

A equipe do professor Qin Huimen da Universidade de Tianjin construiuDois tipos de bactériasUm.Bactérias produtoras de enzimas (EPB(Para expressãoTPHmutantes,Um tipo.Detecção de bactérias (DB(Para testesO L-Trônica (O L-Trp(Concentração).Embalagem individual dentro de gotasEPBCélulas, realizaçãoO L-TrpParaO 5-HTPApós a conversão, depois de injetar a bactéria de detecção dentro da gota líquida, de acordo com o restanteO L-TrpClassificação de sinais fluorescentesnMutantes altamente ativos, detectando sua resistência térmica e atividade e realizando análises estruturais.

Plataforma de filtragem de microfluidos de ultra-alto fluxo baseada em gotas (DTSP）

UtilizaçãoMutação saturada iterativa (ISM）paraTPHEvolução direcionada，Obtenha mutações-chave através de múltiplas rodadas de triagem de mutações focaiscorpoO M4-1（O D129L/O Q132M/P103A/O T236K），Aumento da atividade catalítica4.25Melhor estabilidade térmica3.2vezes. Sistema de filtragem de microfluidosFiltração por hora36milhares de mutantes,A eficiência da triagem é muito maior do que os métodos tradicionais, com vantagens significativas no processo de triagem de bibliotecas de mutações em massa.

Biosensores baseados em bactériasO 5-HPEEsquema do processo geral de seleção de gotas de microfluidos de alto fluxo(A)Embalagem e cultura de bibliotecas de mutantes(B) DBInjeção celular e cultura de gotas(C)Separação de gotas positivas

Estes casos reais publicados permitem-nos perceber mais intuitivamente a enorme importância da tecnologia de microfluidos no campo da engenharia enzimática.potencial e valor de aplicação prática. Esses casos não só podem fornecer experiências valiosas para os pesquisadores, mas também podem fornecer ideias e orientações para a aplicação da tecnologia em mais cenários.

Acreditar que com o microfluido de Tianmi BioEquipamentoCom uma análise aprofundada dos casos reais, vamos desbloquear ainda mais as suas possibilidades ilimitadas no campo da engenharia enzimática, levar a pesquisa de engenharia enzimática a novos níveis, injetar um forte impulso para o desenvolvimento da indústria de biotecnologia e permitir que mais inovações baseadas em engenharia enzimática beneficiem a sociedade humana. Juntos, esperamos descobrir mais avanços tecnológicos surpreendentes e resultados de aplicação nas investigações de casos posteriores.