「100家實驗室」專題:訪農科院農作物基因資源與基因改良國家重大...

2020-12-06 儀器信息網

　　為廣泛徵求用戶的意見和需求，了解中國科學儀器的市場情況和應用情況，儀器信息網自2008年6月1日開始，對不同行業有代表性的「100家實驗室」進行走訪參觀。近日，儀器信息網工作人員參觀訪問了本次活動的第四十一站：中國農業科學院農作物基因資源與基因改良國家重大科學工程開放實驗室。

　　農作物基因資源與基因改良國家重大科學工程，是由原國家發展計劃委員會投資約1.4億元，以中國農業科學院為依託單位建立的我國農業及生物領域目前唯一的一個國家重大科學工程，該工程下轄開放實驗室(以下簡稱「實驗室」)於2003年11月竣工並投入使用。它是我國農業科學基礎研究與應用基礎研究領域能力建設的重大進步和標誌性工程。實驗室作為國家級開放實驗室，曾經接待過多位國家領導人的參觀及48個國家的農科院院長的訪問。

 

　　實驗室外景

　　實驗室實驗員趙新先生熱情接待了儀器信息網到訪人員，並詳細介紹了實驗室情況。「建立之初，國家重大科學工程儀器設備共69類468臺(套)，購置費8053.38萬元，具有多功能、高通量、高效率、自動化、網絡化和簡單化等特點。各類儀器先進性與實用性相結合，大、中、小型儀器設備相配套。日前我們又購置了一些新儀器。」

　　「實驗室的儀器大致可歸到以下四類：基因組學技術平臺、蛋白質組學技術平臺、分析檢測技術平臺以及實驗室常用設備。」

　　「基因組學技術平臺是實驗室中儀器設備最為完善的平臺，擁有多臺先進儀器，還能提供EST文庫構建測序服務、Shotgun文庫構建服務、DNA片段分析技術服務以及ROCHE公司超高通量基因組測序系統。」

 

　　Applied Boisystrns公司全自動3730XL DNA測序儀

　　(圖註：實驗室現有3臺該儀器。)

 Roche公司454高通量基因測序儀

　　(圖註：該儀器為實驗室最近購置，是最新的基因組測序儀，尤其適合檢測植物基因組，還可檢測小RNA。儀器使用非常簡便，只需要一步簡單的全基因組樣品製備過程，就可以在短時間內快速獲得大量的鹼基信息，且準確率達到99%以上。)

　　Applied Boisystrns公司7900高通量實時螢光定量PCR儀

　　(圖註：該儀器在此類儀器中是最為先進的，具有超高的檢測靈敏度及最低的試劑用量需求，全自動化操作，可實現多次收集信號。這款儀器在定機之初就必須選擇應用板孔，該實驗室的是適用於384孔板樣品的。目前全北京就只有兩臺該儀器，除了這一臺外，另一臺在ABI公司當展品。此外，實驗室還擁有ABI公司的7000型以及7300型實時螢光定量PCR儀各一臺。7000實時螢光定量PCR儀是型號較老的儀器，儀器的程序設置不太人性化，靈活性也不夠高，只能在整個升溫程序的最後一步收集信號，但該儀器的預定情況較好，經常連續工作，幾乎不關機。)

　　BIO-RAD公司iCycler螢光定量PCR儀

　　(圖註：該儀器擁有優秀的控制與分析軟體，具有操作、分析及維護簡便易行的特點。相關附件為定量PCR試劑盒以及光學級PCR管。這款螢光定量PCR的程序設計比較靈活，收集數據也可分步設置，使用者都說好用。)

　　GENETIX公司Qpix2機器人挑取克隆系統

　　(圖註：該儀器是挑取克隆菌落的高效自動化設備，它可在短時間內完成挑取克隆、複製、點膜等工作，適用於cDNA文庫構建，它的活動機械臂上配有高像素攝像頭，可以用圖像定位自動搜尋符合要求的菌落並將其從大盤培養基上挑取到96孔或384孔板上。)

　　「基因組學技術平臺還有三臺大型的機器人系統，分別是：Beckman公司Multimek384自動化工作站和FX自動化工作站以及Roche公司的MagNA Pure LC自動DNA提取儀。」

　　

Beckman公司Multimek 384自動化工作站

　　(圖註：該儀器是連續自動加樣系統，是個單臂的機器人，配有一個384頭的移液器，用於液體加樣的操作，可以精確地移取、混合液體樣品。)

　　Roche公司的MagNA Pure LC自動DNA提取儀

　　(圖註：該儀器可以快速的提取細胞、組織中的DNA或RNA，在提取的過程中可以有效的防止交叉汙染。)

　　Beckman公司FX自動化工作站

　　(圖註：該儀器是加樣機器人，用於液體樣品的加樣及混合。FX為雙臂機器人，同時裝有8個單頭和1個96頭移液器，適用於各類標準或非標容器。)

　　「蛋白質組學技術平臺也是裝備比較齊全的技術平臺，可提供從樣本製備、樣品標記、雙向電泳分離、圖像獲取、圖像分析到自動挖膠、酶切和點質譜靶等一整套技術的平臺。整個過程從圖像分析開始全部實現自動化，足以滿足蛋白質組學大量研究工作的需求。其中，雙向電泳技術是蛋白質組學研究領域中重要的樣品分析手段。」

　　GE公司AKTA purifier蛋白質純化層析系統

　　(圖註：該儀器適用於各種層析技術，專門分離和純化各類生物分子。據悉，該實驗室擁有4臺AKTA purifier系列儀器，型號分別為purifier100、purifier 10+、basic 10。)

　　GE公司雙向電泳系統

　　(圖註：左側是專門用來跑第一項的（IEF)，可設定多個程序，一般水化膠條和等電點聚焦可以一起做，能保證恆溫20℃，總時長需要30小時以上;它的相關配件是水化盤，平衡盤，帶電極的陶瓷條，每件東西都是價值不菲。右側呈現的是雙向電泳的電泳槽+電源+循環冷水浴，其中電泳槽+電源是GE品牌的，電泳槽可是跑24㎝膠條的，裡面是鉑金電極絲；電源可預先設定程序，實現倒計時或正計時，並且可以同時提供兩臺電泳槽的用電；和它們相配套的是注膠模具、上下玻璃板、上槽和膠架，其中玻璃板是經過特殊加工的，每塊板價值上千元。整套雙向電泳的使用成本較高。)

　　GE公司UMAX PowerLook 1120 白光掃描儀

　　(圖註：該儀器成像效果很好，可掃描真彩和灰度兩種膠圖，儲存格式為tif，操作便捷，帶有分析軟體，可根據同一樣品的重複試驗膠所掃描的灰度膠圖的不同判斷出蛋白含量的變化，根據蛋白的變化就可以進一步判斷植物生長過程中的各種性狀變化所引起的植物內在變化；它的配套設施比較簡單，就是進口無塵紙，這種紙擦拭掃描儀玻璃表面時幾乎不留下紙屑和雜物。)

　　Typhooe螢光成像系統

　　(圖註：這一臺儀器是用來掃描螢光的，可以是經過螢光標記的普通植物組織，也可以是電泳膠；價格高於30萬美元;該儀器日常保養和維護比較簡單。)

　　GE公司Ettan Spot Picker全自動斑點切割系統

　　(圖註：該儀器也叫做「挖膠儀」，跑完電泳做完對比分析之後用來挖膠點。可移動機械臂上帶有攝像頭，系統可根據圖像資料尋找需要挖的膠點並把挖到的膠點放進96孔板或者其他型號的板子裡，以供後面質譜分析使用。)

　　DeCyder專業蛋白凝膠圖像分析軟體

　　(圖註：該軟體能快速處理大量2-D蛋白電泳凝膠圖像。據了解，該軟體價格不菲。)

　　Bruker公司Autoflex基質輔助雷射解析飛行時間質譜儀(MALDI-TOF)

　　「分析檢測技術平臺包含各類分析儀器，例如液質聯用儀、氣質聯用儀、毛細管電泳儀、超高效液相色譜儀、雷射共聚焦顯微鏡、近紅外品質分析儀、核磁共振油份分析儀等儀器，可提供常規的分析測試服務。」

　

　　分析檢測技術平臺的部分儀器

　　「實驗室常用設備很多，包括電穿孔系統、脈衝場電泳儀、超速離心機、冷凍乾燥機、電洗脫儀、半乾轉印儀、超聲波細胞破碎儀、真空濃縮儀、自動分液系統、氮吹儀、全自動流動微波多肽合成系統、超濾系統等儀器。」

　　部分實驗室常用設備

　　「整個重大科學工程實驗室的儀器設備面向全國開放，提供DNA測序、蛋白質測序、文庫構建、蛋白質組平臺科研合作等服務。實驗室建有網上預約系統，該預約系統幾經改版，已比較人性化，用戶在網上就可預約儀器設備，非常方便。目前，儀器的預約情況良好。」

　　趙新實驗員為儀器信息網工作人員介紹儀器

　　附錄1：中國農業科學院作物科學研究所

　　http://www.icscaas.com.cn/

　　附錄2：農科院作物研究所農作物基因資源與基因改良國家重大科學工程開放實驗室

　　http://www.genomics.net.cn/

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