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SyntheticBiologyJournal2023，4（5）：1020-1035|

2023年第4卷第5期www.

特约评述DOI:10.12211/2096-8280.2023-025

单细胞拉曼光谱测试分选装备研制及应用进展

刁志钿，王喜先，孙晴，徐健，马波

（中国科学院青岛生物能源与过程研究所，单细胞中心，山东青岛266101）

摘要：合成生物学的跨越式发展，取决于“设计-构建-测试-学习”（design-build-test-learn）这四大环节的突破。

随着基因组测序、编辑、合成以及人工智能技术的日新月异，业界设计和构建突变体甚至人工细胞工厂的能力已

经突飞猛进。然而，合成生物学至今仍面临的困境之一便是“大体系的复杂性难以处理”，一旦体系变大，细胞

表型测试与分选的工作量就非常艰巨，甚至不可完成。单细胞拉曼光谱（SCRS）技术能够在活体单细胞水平、

非标记状态下识别全景信息从而分辨复杂功能表型，且具有快速、低成本、能够与下游细胞组学研究耦联等优

势，被视为全新的单细胞表型识别技术。目前，基于SCRS技术强大的表型识别能力已发展了系列合成表型的测

试与分选装备，并进行了广泛的应用示范，展示了其助力合成生物学表型测试与分选的巨大潜力。本文选取自主

研制的单细胞拉曼光镊分选仪（RACS-Seq）、单细胞微液滴分选系统（EasySort）和高通量流式拉曼分选仪

（FlowRACS）为典型仪器装备，分别概述其技术原理和技术迭代以及特色应用案例等。本文最后对当前基于

SCRS技术的合成表型测试分选装备所存在的问题及潜在解决策略进行了探讨和展望。

关键词：合成生物学；单细胞拉曼光谱技术；细胞工厂；单细胞表型识别；高通量分选

中图分类号：Q939.97文献标志码：A

Advancesandapplicationsofsingle-cellRamanspectroscopytestingand

sortingequipment

DIAOZhidian，WANGXixian，SUNQing，XUJian，MABo

（Single-cellCenter，QingdaoInstituteofBioenergyandBioprocessTechnology，ChineseAcademyofSciences，Qingdao266101，

Shandong，China）

Abstract:Theadvancementofsyntheticbiologydependsonthebreakthroughsinthedesign,build,test,and

learn(DBTL)stages.Withtherapidmethodologicalinnovationsingenomesequencing,editing,synthesis,and

artificialintelligence,theindustryhasmaderemarkableprogressindesigningandbuildingmutantsandevenartificial

cellfactories.Howev