En el campo de la ingeniería enzimática, el método tradicional de detección plana siempre ha sido un medio común para los investigadores científicos. Sin embargo, este método tiene muchas limitaciones. Los investigadores necesitan cultivar y detectar enzimas una por una, un proceso que es como buscar una aguja en el vasto mar, no solo para invertir mucho tiempo y energía,YeficienciaMásEs bajo. Esto hace que los métodos manuales tradicionales lleven mucho tiempo en la detección y, en última instancia, pueden no obtener un buen mutante, lo que dificulta satisfacer las necesidades de la aplicación práctica.

El microfluídico de Tianmu BiologyequipoAl igual que un "experto en selección" con habilidades extraordinarias, puede procesar eficientemente una gran cantidad de muestras de enzimas en muy poco tiempo, lo que mejora en gran medida la eficiencia de la selección. Por ejemplo, si los métodos tradicionales solo pueden procesar decenas de muestras al día, la tecnología de Microfluidos puede procesar miles de muestras al día. Al mismo tiempo, es como un "observador" con ojos agudos, capaz de capturar con precisión los cambios característicos de cada mutante, seleccionándolo con precisión.Mayor actividad y mayor especificidadEnzima. Además,Plataforma de control de microflujo TianmuCon las características de un alto grado de integración, puede realizar la automatización y el control preciso del proceso de selección enzimática, reducir la interferencia de factores humanos y mejorar la fiabilidad de los resultados de la selección.

En la actualidad, se han publicado cuatro equipos de control de Microfluidos para resumir las direcciones de aplicación de los casos.

A continuación,Entre los muchos resultados de la investigación científica publicados por el equipo de control de microfluídicos biológicos de tianmu, se seleccionaron dos casos típicos para discutir en profundidad su aplicación y aterrizaje en el campo de la ingeniería enzimática.

Documentación1

Biosensores- sí.Microfluídico:D-Mejora innovadora de la actividad y estabilidad de la alonosa sintasa

D-El aloketosa es un cetohexose raro con bajas calorías, que tiene funciones fisiológicas como la disminución de la glucosa en sangre y la antioxidación, y es un edulcorante alternativo popular en el campo de los alimentos y la medicina. Su biosíntesis depende del cetoazúcar3 -Isomerasa diferencialKEasesSin embargo, las enzimas existentes tienen problemas como la baja eficiencia catalítica y la mala estabilidad.Limita la producción industrial y las aplicaciones, y es urgente desarrollar catalizadores más eficientes y estables.KEases. los métodos de selección tradicionales (como el análisis cromatográfico y la selección de microporos) son ineficientes y difíciles de satisfacer las necesidades de selección de bibliotecas mutantes de alto rendimiento.

El equipo del Profesor Qin Huimin de la Universidad de Ciencia y tecnología de Tianjin diseñó racionalmente y evolucionó direccionalmente sobre la base de la orientación estructural.D-Alonosa3 -Isomerasa diferencialSfDAE) se ha transformado y se ha construido una200Biblioteca de mutaciones de 10.000 mutantes y usoSistema de clasificación unicelular de gotas mejoradas por piel de alto rendimientoCelda DREMCombinarD-Biosensores de codificación genética que responden a los reguladores de transcripción de alonosa para monitorización en tiempo realD-AlonosaProducción, clasificación para obtener cepas de alto rendimiento, expansión del cultivo para la detección de actividad enzimática.

DAEaseConstrucción de bibliotecas mutantesyProceso de selección de microfluídicos basado en gotas y método de Cromatografía líquida de alto rendimientoDAEaseDetección activa

Después de varias rondasFADSClasificación, finalmente se identificaron mutantesM3-2Su eficiencia catalítica es mayor que la del tipo salvaje.SfDAEmejoró17Veces. MutanteM3-2EnD-Isomerización de la fructosa enD-La reacción del azúcar alodona mostró una mayor eficiencia catalítica y estabilidad térmica.

Diagrama de secuencia temporal del Banco de gotas mixtas artificiales durante el proceso de clasificación, que muestra las señales fluorescentes detectadas y las imágenes microscópicas fluorescentes de las gotas antes de la clasificación y las gotas positivas después de la clasificación.

Documentación2

Biosensor bacteriano- sí.Microfluídico:La selección es altaActividadcolorUretano hidroxilasa, desbloquear5 -HidroxitriptófanoProducción eficiente

5 - Hidroxitriptófano()El 5-HTP) es un producto intermedio del metabolismo del triptófano y un precursor del Neurotransmisor serotonina, que tiene los efectos de regular el Estado de ánimo, mejorar el sueño y controlar el apetito. Biosíntesis en comparación con la extracción vegetal o la síntesis químicaEl 5-HTPTiene las ventajas de bajo costo y alta eficiencia. Triptófano hidroxilasa natural..TPH) hay problemas de baja actividad y mala estabilidad en las aplicaciones industriales, lo que limita su producción a gran escala.Este estudio se basa en el desarrollo de unSistema de clasificación unicelular de gotas mejoradas por piel de alto rendimientoCelda DREMPlataforma de clasificación de gotas fluidas microfluídicas..DTSP), combinado con biosensores bacterianos, se ha logrado un par deTPHSelección eficiente de mutantes.

El equipo del Profesor Qin Huimin de la Universidad de Tianjin ha construidoDos bacterias, unaBacterias productoras de enzimas..EPB) para expresarTPHMutantes,Una especieDetección de bacterias..DB) para pruebasL-Triptófano..El L-Trp) concentración.Las gotas encapsulan una solaEPBCélulas, realizadasEl L-TrpAEl 5-HTPDespués de la transformación, después de inyectar la bacteria de detección en la gota, de acuerdo con el restoEl L-TrpClasificación de señales fluorescentesnMutantes altamente activos, detectando su resistencia al calor y actividad, y realizando análisis estructurales.

Plataforma de selección de microfluídicos de flujo súper alto basada en gotas..DTSP(...)

usarMutación de saturación iterativa..ISM(...)CorrectoTPHLlevar a cabo una evolución dirigida，A través de varias rondas de selección de mutaciones de punto fijo, se obtienen mutaciones clave.cuerpoM4-1()D129L/.Q132M/.P103A/.T236K(...)，Mejora de la actividad catalítica4.25Doble, mayor estabilidad térmica3.2Veces. sistema de selección de microfluídicos de gotasSe puede filtrar por hora36Diez mil mutantes,La eficiencia de selección es mucho mayor que la de los métodos tradicionales, y tiene ventajas significativas en el proceso de selección de bibliotecas de mutaciones a gran escala.

Basado en biosensores bacterianos5-HPEDiagrama esquemático del proceso general de clasificación de gotas controladas por microfluídicos de alto rendimiento(A)Encapsulamiento y cultivo de bibliotecas mutantesB) DBInyección celular y cultivo de gotas(C)Separación de gotas positivas

Estos casos prácticos publicados pueden hacernos sentir más intuitivamente la inmensidad de la tecnología de microfluídico en el campo de la ingeniería enzimática.Potencial y valor práctico de aplicación. Estos casos no solo pueden proporcionar una valiosa experiencia y referencia para los investigadores científicos, sino también proporcionar ideas y direcciones para la aplicación de la tecnología en más escenarios.

Se cree que con el control del microfluídico biológico de TianmuequipoCon un análisis en profundidad de casos reales, desbloquearemos aún más sus infinitas posibilidades en el campo de la ingeniería enzimática, promoveremos la investigación de ingeniería enzimática a nuevas alturas, inyectaremos un fuerte impulso al desarrollo de la industria de la biotecnología y permitiremos que más logros innovadores basados en la ingeniería enzimática beneficien a la sociedad humana. Esperemos encontrar más avances tecnológicos sorprendentes y resultados de aplicación en la investigación de casos posteriores.