天木生物聚焦高通量生物育種及篩選技術(shù)和裝備的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。相繼開發(fā)了等離子體誘變育種儀、單細(xì)胞微液滴培養(yǎng)及篩選儀、微液滴連續(xù)傳代培養(yǎng)進化儀和生化在線檢測儀等四大類十余款產(chǎn)品，相關(guān)設(shè)備解決了細(xì)胞篩選效率低、過程及表型數(shù)據(jù)獲取困難等“卡脖子”問題，各產(chǎn)品性能均達(dá)國際領(lǐng)先水平，相關(guān)儀器組成智能化高通量細(xì)胞工廠創(chuàng)制平臺，大幅度提高了篩選及育種工作效率。
誘變育種解決方案
▍ 常壓室溫等離子體誘變育種儀ARTP
高效育種技術(shù)，安全有效地獲得大容量的基因突變
ARTP(Atmospheric Room Temperature Plasma)是一種全新的射頻放電技術(shù)，該技術(shù)使用惰性氣體放電，能夠在常壓室溫條件下產(chǎn)生大量高能量的活性粒子；研究表明，活性粒子可以有效的用于細(xì)胞的遺傳物質(zhì)并導(dǎo)致DNA結(jié)構(gòu)損傷，進而利用細(xì)胞自身高容錯率的修復(fù)機制，產(chǎn)生大量的突變位點，最終獲得大容量的基因突變庫。
These mutants was more than that of the original strain, increased by 28.13 % , 31.17 % and 43.79 %, respectively. Moreover, N-acetyl-L-glutamate synthase activity of these mutants was also increased.
Preparative Biochemistry and Biotechnology, 2015（E34）
特點
● 非轉(zhuǎn)基因手段，保證生物的安全性
● 使用范圍廣，突變性能高
● 專有氦氣等離子體誘變技術(shù)，能量高，基因損傷強度大
● 操作簡便安全，易維護、運行費用低
截止到2022年10月21日，中文文獻411篇，英文文獻169篇，專利269篇，學(xué)位論文176篇，共計1025篇。
高效育種技術(shù)，安全有效地獲得大容量的基因突變
ARTP(Atmospheric Room Temperature Plasma)是一種全新的射頻放電技術(shù)，該技術(shù)使用惰性氣體放電，能夠在常壓室溫條件下產(chǎn)生大量高能量的活性粒子；研究表明，活性粒子可以有效的用于細(xì)胞的遺傳物質(zhì)并導(dǎo)致DNA結(jié)構(gòu)損傷，進而利用細(xì)胞自身高容錯率的修復(fù)機制，產(chǎn)生大量的突變位點，最終獲得大容量的基因突變庫。
These mutants was more than that of the original strain, increased by 28.13 % , 31.17 % and 43.79 %, respectively. Moreover, N-acetyl-L-glutamate synthase activity of these mutants was also increased.
Preparative Biochemistry and Biotechnology, 2015（E34）
特點
● 非轉(zhuǎn)基因手段，保證生物的安全性
● 使用范圍廣，突變性能高
● 專有氦氣等離子體誘變技術(shù)，能量高，基因損傷強度大
● 操作簡便安全，易維護、運行費用低
截止到2022年10月21日，中文文獻411篇，英文文獻169篇，專利269篇，學(xué)位論文176篇，共計1025篇。
細(xì)胞培養(yǎng)、進化及分選解決方案
液滴微流控(Droplet Microfluidic)作為微流控技術(shù)的 重要分支，廣泛應(yīng)用在細(xì)胞、蛋白、核酸等生物大分子的 分析檢測等領(lǐng)域；微液滴具有體積小、規(guī)模大、體系封閉 、無交叉污染等特點，越來越成為科學(xué)研究和企業(yè)生產(chǎn)的 重要技術(shù)手段；基于該技術(shù)，天木公司分別推出了單細(xì)胞和多細(xì)胞的液滴微流控分析分選平臺。
特點
● 超高通量細(xì)胞篩選
● 操作簡單
● 高效分選
▍ 單細(xì)胞培養(yǎng)與分選系統(tǒng)
相比于傳統(tǒng)孔板篩選體系，該系統(tǒng)篩選速率提高104-5倍，試劑消耗量下降至1/106-7。相比于流式細(xì)胞儀，該方法可對酶的各種性質(zhì)(表達(dá)量、活性、穩(wěn)定性、立體選擇性、底物特異性等)、代謝產(chǎn)物、抗體等標(biāo)靶進行高效分選， 篩選體系構(gòu)建更加靈活，儀器操作簡單方便，對樣本無污染，無損害。
【案例】基于單細(xì)胞高通量培養(yǎng)的蜜蜂腸道微生物功能多樣性研究
Meng et al. Strain-level profiling with picodroplet microfluidic cultivation reveals host-specific adaption of honeybee gut symbionts. Microbiome. 2022
▍ 微生物適應(yīng)性進化系統(tǒng)
微生物壓力富集篩選、適應(yīng)性進化研究、遺傳穩(wěn)定性研究、耐藥性研究、生長曲線測定等。
生物發(fā)酵自動化解決方案
微生物發(fā)酵在線檢測系統(tǒng)(Bioreactor online Detection System,BODS)可實現(xiàn)對生物反應(yīng)器進行全自動在線取樣處理、檢測和留樣的儀器。該儀器具有取樣體積小、多參數(shù)檢測、全自動、時效性高等特點，可避免因取樣體積 過多影響整個發(fā)酵系統(tǒng)，同時多參數(shù)檢測，可實時顯示罐 內(nèi)生物量、底物消耗和產(chǎn)物生成情況，也可及時調(diào)節(jié)反饋 控制系統(tǒng)，實現(xiàn)底物的精確控制流加等，提高發(fā)酵過程控制效率。
特點
● 全自動、高時效性
● 多參數(shù)檢測、量程大
● 模塊化設(shè)計
● 同時多罐循環(huán)取樣
● 多模式反饋調(diào)控
▍ 生物反應(yīng)在線檢測系統(tǒng)
取樣、處理、檢測、留樣等過程全自動進行，無需值守；檢測參數(shù)包含：可見光(OD)、熒光、NH4+、Na+、K+、Ca2+、葡萄糖、木糖、乳酸、賴氨酸、谷氨酸等，樣品可自動稀釋10~100倍，檢測量程大；零死體積循環(huán)取樣設(shè)計，同時多罐取樣；模塊化設(shè)計可根據(jù)項目需求靈活 配置；多模式反饋調(diào)控。適用于各類生物反應(yīng)器，4~8多聯(lián)罐發(fā)酵體系快速檢測和反饋控制；發(fā)酵過程優(yōu)化；構(gòu)建恒化反應(yīng)器；代謝大數(shù)據(jù)庫的獲得。
▍ 生物樣品自動化處理與分析系統(tǒng)
“生物工程機器人“體系顯著提升研發(fā)和生產(chǎn)工作效率
特點
● 超高通量細(xì)胞篩選
● 操作簡單
● 高效分選
▍ 單細(xì)胞培養(yǎng)與分選系統(tǒng)
相比于傳統(tǒng)孔板篩選體系，該系統(tǒng)篩選速率提高104-5倍，試劑消耗量下降至1/106-7。相比于流式細(xì)胞儀，該方法可對酶的各種性質(zhì)(表達(dá)量、活性、穩(wěn)定性、立體選擇性、底物特異性等)、代謝產(chǎn)物、抗體等標(biāo)靶進行高效分選， 篩選體系構(gòu)建更加靈活，儀器操作簡單方便，對樣本無污染，無損害。
【案例】基于單細(xì)胞高通量培養(yǎng)的蜜蜂腸道微生物功能多樣性研究
Meng et al. Strain-level profiling with picodroplet microfluidic cultivation reveals host-specific adaption of honeybee gut symbionts. Microbiome. 2022
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液滴在高透氣性管路中培養(yǎng) |
米曲霉液滴培養(yǎng)生長狀況 |
▍ 微生物適應(yīng)性進化系統(tǒng)
微生物壓力富集篩選、適應(yīng)性進化研究、遺傳穩(wěn)定性研究、耐藥性研究、生長曲線測定等。
生物發(fā)酵自動化解決方案
微生物發(fā)酵在線檢測系統(tǒng)(Bioreactor online Detection System,BODS)可實現(xiàn)對生物反應(yīng)器進行全自動在線取樣處理、檢測和留樣的儀器。該儀器具有取樣體積小、多參數(shù)檢測、全自動、時效性高等特點，可避免因取樣體積 過多影響整個發(fā)酵系統(tǒng)，同時多參數(shù)檢測，可實時顯示罐 內(nèi)生物量、底物消耗和產(chǎn)物生成情況，也可及時調(diào)節(jié)反饋 控制系統(tǒng)，實現(xiàn)底物的精確控制流加等，提高發(fā)酵過程控制效率。
特點
● 全自動、高時效性
● 多參數(shù)檢測、量程大
● 模塊化設(shè)計
● 同時多罐循環(huán)取樣
● 多模式反饋調(diào)控
▍ 生物反應(yīng)在線檢測系統(tǒng)
取樣、處理、檢測、留樣等過程全自動進行，無需值守；檢測參數(shù)包含：可見光(OD)、熒光、NH4+、Na+、K+、Ca2+、葡萄糖、木糖、乳酸、賴氨酸、谷氨酸等，樣品可自動稀釋10~100倍，檢測量程大；零死體積循環(huán)取樣設(shè)計，同時多罐取樣；模塊化設(shè)計可根據(jù)項目需求靈活 配置；多模式反饋調(diào)控。適用于各類生物反應(yīng)器，4~8多聯(lián)罐發(fā)酵體系快速檢測和反饋控制；發(fā)酵過程優(yōu)化；構(gòu)建恒化反應(yīng)器；代謝大數(shù)據(jù)庫的獲得。
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多聯(lián)罐多參數(shù)同時檢測 |
半饑餓發(fā)酵過程葡萄糖含量檢測 |
▍ 生物樣品自動化處理與分析系統(tǒng)
“生物工程機器人“體系顯著提升研發(fā)和生產(chǎn)工作效率
