花粉活力测量新技术:Ampha Z32阻抗微流式细胞仪
日期:2018-03-22 17:36:02

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花粉不仅是植物遗传、育种、进化、生殖的重要研究对象,也是孢粉分析、蜂群培育、药物制造、医疗及生理实验的重要材料。在农业生产及常规杂交育种中,花粉质量直接关系着后期结籽率及作物的产量,因此研究花粉的活性和育性成为不可缺少的基础性工作。花粉活力是花粉具有的生长、萌发、或发育的能力。掌握快速、精准分析花粉活力的测定方法,对于提高育种效率具有重要的作用和意义。

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图1.传统染色镜检法


目前,花粉活力检测主要的研究方法有基于荧光染色的流式细胞分析法、显微镜观察法、萌发率测定等。这些方法往往操作复杂,需要有专业人员花费较长的时间进行预处理、需使用染色剂、测量通量低且重复性差,实验结果受人为因素影响较大。如图1,当使用基于荧光信号的流式细胞分析方法时,预处理时间长,实验结果可重复性低;当在显微镜下观察时,我们可以观察花粉的形态特征、但却不能得到量化的形态参数。


针对这些情况,瑞士Amphasys公司基于传统流式细胞法和库尔特计数法,研发出一款利用阻抗微流式细胞分析技术测量花粉活力的新设备—Ampha Z32,揭开了花粉活力研究的新篇章。该方法无需染色标记、操作简单,可实现花粉大小、活性的实时、高通量、快速、精准测量,大大节省了科研工作者的时间和劳动支出。

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图2. 传统染色镜检法(FDA/PI)和阻抗微流式细胞法(IFC)测量结果对比&相关性分析

右图甜椒花粉为传统染色法与花粉活力分析仪测定的结果相关性,发现两者的相关性非常好R2 =0.9951。


采集甜椒花粉分别用传统染色镜检法和阻抗微流式细胞法测量花粉活力,结果表明两种方法测量结果具有非常好的相关性,R2=0.9951(如图2)。其中,使用阻抗微流式细胞法进行4次测量,总共仅需不到15分钟,且测量标准差<1%;而使用传统染色镜检法,4次测量结果却要耗费近20个小时,测量标准差小于10%。由此可见,阻抗微流式细胞法不仅节约了大量的测量时间,还可以得到与传统方法一致甚至是优于传统方法的测量结果。


工作原理


花粉活力分析仪Ampha Z32的测量核心是内置微电极的微流控芯片。细胞(或颗粒)在注入区(图3绿色框所示区域,通道尺寸为20×200mm)双向电泳作用下,自动排成一列并依次通过检测区域(红色框区域,通道尺寸10×10mm~40×40mm),此区域内有两个不同的电场,当细胞(或颗粒)的大小、形状甚至是细胞活力状况不同时,就会产生不同信号差(图3中b、c),从而得到细胞(或颗粒)的数量、活性等参数,检测完的细胞

(或颗粒)随流体介质沿管道排出。

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AmphaChip专利芯片 单细胞分析可重复多次使用

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图3. 工作原理


主要功能


检测花粉等非生物颗粒以及细菌,酵母菌(含孢子),动植物细胞,及藻类等的生物细胞的大小、细胞形态、样品浓度、细胞活性、细胞凋亡、细胞分化等指标。


应用领域


•农学•林学•园艺
•植物生理•植物病理•种子科学
•毒理学•遗传育种•农业生产管理
•食品科学•发酵工程•水生生物学
•血液学

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