土壤研究整體解決方案——從“看得清功能菌”到“識(shí)得準(zhǔn)微顆?！?/h1>

來(lái)源：長(zhǎng)春長(zhǎng)光辰英生物科學(xué)儀器有限公司 更新時(shí)間：2025-12-19 08:15:24 閱讀量：84

導(dǎo)讀：長(zhǎng)光辰英面向土壤生態(tài)與環(huán)境科學(xué)的整體解決方案：對(duì)土壤微生物：能“看得清、分得準(zhǔn)、養(yǎng)得活”對(duì)土壤微顆粒：能“識(shí)得準(zhǔn)、測(cè)得快、溯得清”

土壤體系兼具高度復(fù)雜的微生物多樣性與成分繁雜的微顆粒（含微塑料、礦物、有機(jī)碎屑等）背景?？蒲腥藛T既需要在真實(shí)土壤中識(shí)別、分選、培養(yǎng)并解析關(guān)鍵功能菌，也需要具備對(duì)土壤微顆粒的快速成分鑒別與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估能力。

長(zhǎng)光辰英圍繞PRECI SCS 可視化單細(xì)胞分選儀與P300 共聚焦拉曼光譜儀，構(gòu)建了面向土壤應(yīng)用的整體方案：

· 功能微生物篩選：實(shí)現(xiàn)從“精準(zhǔn)識(shí)別→ 單細(xì)胞分選 → 培養(yǎng)/測(cè)序”的閉環(huán)

· 土壤微顆粒鑒定：實(shí)現(xiàn)從“自動(dòng)掃描 → 成分鑒別 → 形態(tài)/粒徑統(tǒng)計(jì)”的標(biāo)準(zhǔn)流程

覆蓋土壤中“有生命的（微生物）”與“無(wú)生命的（顆粒物）”兩大研究對(duì)象。

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產(chǎn)品與方法亮點(diǎn)

為適配土壤微生物與微塑料的雙場(chǎng)景研究需求，長(zhǎng)光辰英推出集合了單細(xì)胞分選與拉曼光譜識(shí)別的系統(tǒng)化解決方案：

PRECI SCS-R300拉曼單細(xì)胞分選儀，可在復(fù)雜土壤體系中實(shí)現(xiàn)基于“明場(chǎng)形態(tài)+拉曼表型”的功能菌精準(zhǔn)識(shí)別與單細(xì)胞分選。

· 基于LIFT 的非接觸式“所見(jiàn)即所得”單細(xì)胞精準(zhǔn)分選，適用于復(fù)雜土壤背景。

· 支持明場(chǎng)、熒光和單細(xì)胞拉曼多模態(tài)識(shí)別。

· 可用于耐藥菌、反硝化菌、溶磷菌等功能菌的原位識(shí)別與分選。

· 下游兼容MDA 擴(kuò)增、16S/宏基因組、分選培養(yǎng)，直接對(duì)應(yīng)表型–基因型。

· 在土壤體系中保持高準(zhǔn)確性與高成功率，是單細(xì)胞層面研究功能微生物的核心平臺(tái)。

P300共聚焦拉曼光譜儀，在高靈敏度、高穩(wěn)定性共聚焦拉曼檢測(cè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化了微顆粒智能識(shí)別與譜庫(kù)匹配方案，更適用于土壤微塑料樣品的一站式檢測(cè)。

· 大視野自動(dòng)掃描+智能聚焦，快速定位濾膜顆粒物，提高檢測(cè)通量。

· 標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)自動(dòng)匹配，可準(zhǔn)確鑒別PS、PVC、PET、PE、PP 等微塑料及礦物、有機(jī)碎屑等類型。

· 粒徑—形態(tài)—顏色—成分四維信息一體化輸出，生成分類統(tǒng)計(jì)與檢測(cè)報(bào)告。

· 適配真實(shí)土壤、沉積物等復(fù)雜樣品的標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)流程。

應(yīng)用案例01

土壤/沉積物：復(fù)雜樣品的單細(xì)胞研究總方案

目標(biāo)：在高顆粒背景下實(shí)現(xiàn)“只分離真正的微生物”。

做法：樣品去雜→ 顯微識(shí)別 → PRECI SCS 單細(xì)胞分選 → MDA/測(cè)序或分選培養(yǎng)。

價(jià)值：建立通用的土壤微生物單細(xì)胞研究框架，減少誤選、提高成功率。

圖1. 土壤樣品前處理流程^[1]

圖2.土壤微生物單細(xì)胞分選與MDA擴(kuò)增產(chǎn)物及培養(yǎng)展示

應(yīng)用案例02

耐藥菌：SIP-Raman + LIFT 的活性耐藥菌靶向分選

目標(biāo)：直接從土壤中找出“真正活躍的耐藥菌”。

做法：D₂O + 抗生素共孵育 → 單細(xì)胞拉曼識(shí)別高 C–D 比 → PRECI SCS 精準(zhǔn)分選 → 擴(kuò)增 + 靶向宏基因組。

結(jié)果：定量呈現(xiàn)活性耐藥負(fù)擔(dān)，并鎖定攜帶耐藥基因的關(guān)鍵種群。

價(jià)值：為AMR 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供單細(xì)胞級(jí)實(shí)證。

圖3. 重水標(biāo)記抗生素耐藥菌分選測(cè)序流程圖^[2]

應(yīng)用案例03

甲烷依賴全程反硝化菌：從篩選到機(jī)制驗(yàn)證

目標(biāo)：驗(yàn)證是否存在能夠獨(dú)立完成“甲烷依賴全程反硝化”的單一菌株。

做法：長(zhǎng)期富集→ 形態(tài)篩選 → PRECI SCS分選 → 純培養(yǎng) →13C–CH?/1?N–NO??同位素驗(yàn)證。

結(jié)果：成功分離到可單獨(dú)完成“硝酸鹽→氮?dú)狻比^(guò)程的菌株。

價(jià)值：對(duì)碳氮循環(huán)研究與減排工藝具有重要意義。

圖4. 目標(biāo)功能菌單細(xì)胞分選^[3]

圖ac為分選前圖像，圖bd為分選后圖像

圖5. 長(zhǎng)光辰英-厭氧單細(xì)胞前處理和分選平臺(tái)

應(yīng)用案例04

活性溶磷菌（PSB）：高效篩選與功能通路解析

目標(biāo)：在不同管理土壤中識(shí)別“真正高活性的溶磷菌”。

做法：去除溶磷干擾→ D₂O 標(biāo)記 → 單細(xì)胞拉曼定量 C–D 比 → PRECI SCS 分選 → 16S/宏基因組注釋。

結(jié)果：揭示關(guān)鍵溶磷相關(guān)酶、碳代謝通路與功能菌定位。

價(jià)值：助力農(nóng)業(yè)微生物肥料開發(fā)與精準(zhǔn)施肥。

圖6. 基于拉曼分選的活性溶磷菌篩選與功能解析平臺(tái)^[4]

應(yīng)用案例05

P300土壤微塑料粒徑及種類快速檢測(cè)方案

目標(biāo)：在復(fù)雜土壤背景中快速區(qū)分各類微顆粒（含微塑料、礦物、有機(jī)碎屑等）。

做法：篩分/浮選/氧化 → 濾膜收集 → P300 自動(dòng)掃描定位 → 單顆粒譜庫(kù)匹配種類（如 PS、PVC、PET、礦物等）。

結(jié)果：實(shí)現(xiàn)粒徑—形態(tài)—顏色—成分四類指標(biāo)的統(tǒng)一檢測(cè)，形成標(biāo)準(zhǔn)化微顆粒分析流程。

價(jià)值：同時(shí)適用于微塑料污染研究、生態(tài)影響評(píng)估、土壤質(zhì)量監(jiān)測(cè)。

圖7 纖維濾膜上微塑料的檢測(cè)結(jié)果

（A）PS微塑料的顯微圖像；（B）PS微塑料與譜圖庫(kù)的匹配結(jié)果；

（C）PVC微塑料的顯微圖像；（D）PVC微塑料與譜圖庫(kù)的匹配結(jié)果

結(jié)語(yǔ)

從單細(xì)胞到微顆粒，構(gòu)建土壤研究的雙引擎技術(shù)體系

基于PRECI SCS-R300的“功能菌識(shí)別—精準(zhǔn)分選—培養(yǎng)/測(cè)序”路徑，與P300的“微顆粒快速掃描—成分鑒別—定量統(tǒng)計(jì)”路徑并行，共同組成長(zhǎng)光辰英面向土壤生態(tài)與環(huán)境科學(xué)的整體解決方案：

對(duì)土壤微生物：能“看得清、分得準(zhǔn)、養(yǎng)得活”

對(duì)土壤微顆粒：能“識(shí)得準(zhǔn)、測(cè)得快、溯得清”

讓科研人員在同一體系內(nèi)完成“活菌分選更精準(zhǔn)，顆粒識(shí)別更清晰”，為農(nóng)業(yè)土壤改良、生態(tài)過(guò)程解析、污染監(jiān)測(cè)與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供堅(jiān)實(shí)支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1] Berry, Andrew E., et al. "Isolation of high molecular weight DNA from soil for cloning into BAC vectors." FEMS microbiology letters 223.1 (2003): 15-20.

[2] Li, Hong-Zhe, et al. "Active antibiotic resistome in soils unraveled by single-cell isotope probing and targeted metagenomics." Proceedings of the National Academy of Sciences 119.40 (2022): e2201473119.

[3] Yao, Xiangwu, et al. "Methane-dependent complete denitrification by a single Methylomirabilis bacterium." Nature Microbiology 9.2 (2024): 464-476.

[4] Li, Hong-Zhe, et al. "Single-cell exploration of active phosphate-solubilizing bacteria across diverse soil matrices for sustainable phosphorus management." Nature Food 5.8 (2024): 673-683.

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