棕榈油酸（Omega‑7）是改善代谢综合征、糖尿病与炎症的关键功能性不饱和脂肪酸，但传统来源严重受限：
野生植物（沙棘、澳洲坚果）含量高，但受气候、地理约束，难以稳定量产；
大豆、玉米等油料作物几乎不含棕榈油酸；
酿酒酵母脂质中棕榈油酸占比近 50%，是理想合成宿主，但野生型脂质含量通常＜10%，前期筛选的 SC018 也仅约 30%，远达不到工业成本要求。
如何快速、高效、无损伤地从海量突变体中筛出 “既长得快、又油得多” 的超级菌株，成为破题关键。
过去选育高脂菌株，几乎都绕不开荧光染色结合流式分选（FACS），但在实际应用中存在明显短板：
需外源染色：操作繁琐，且染料进入细胞会干扰细胞正常生理状态；
检测特异性不足：染料易与非目标物质结合，信号易受背景干扰，难以真实反映脂质含量。
这就导致：诱变容易，筛选太难；变异很多，好株难寻。
Fig. 1 利用拉曼光谱技术分选细胞，线性关系与分选准确性表征
复合诱变 —— 构建高多样性菌株突变库
团队以实验室自有高脂酿酒酵母 SC018 为出发菌株，采用Zeocin（博来霉素）+ ARTP 常压室温等离子体复合诱变策略，最终构建 14 个突变文库。
流式拉曼分选 —— 无标记精准捕获高脂细胞
本研究最核心的创新，是使用拉曼流式细胞分选技术（依托星赛生物的高通量拉曼流式细胞分选仪 FlowRACS），替代传统荧光筛选，实现三大关键突破：
无标记、非侵入：直接检测脂质 2844 cm⁻¹ 特征拉曼峰，不染色、不伤细胞，100% 保留菌株活性；
定量更精准：拉曼强度与脂质含量 R²=0.87，远优于荧光法 R²=0.65，真实反映细胞内油脂水平；
高通量迭代富集：经两轮 FlowRACS 分选，高脂细胞比例显著提升，随机挑选的 50 个单克隆中 72% 的脂质含量高于出发株，其中突变株 MU2R48 表现最优：脂质含量达40.26%，较原始菌株提升30.85%，且生物量与原始菌株基本相当，实现了脂质积累与细胞生长的协同优化。
Fig. 2 目标细胞的富集过程及其在 2844 cm⁻¹ 处的拉曼强度频率统计
在这项研究中，拉曼光谱不是辅助，而是核心定量与分选依据，它通过脂质分子固有的化学键振动，实现单细胞水平无标记油脂判别。
脂质特征拉曼峰（关键指标）
通过大量实验验证，酿酒酵母细胞内脂质含量与以下拉曼峰强高度正相关：
2844 cm⁻¹：脂质分子 ‑CH₂‑ 对称伸缩振动，是总脂、甘油三酯（TAG）最核心、最稳定的定量峰，本研究以此作为分选阈值
1440 cm⁻¹：‑CH₂‑ 弯曲振动，辅助佐证脂质富集
1650 cm⁻¹：C=C 双键伸缩振动，对应不饱和脂肪酸（棕榈油酸），可同时反映油脂不饱和度
2800–3000 cm⁻¹ 宽峰：C‑H 伸缩振动整体区间，用于整体判断细胞脂水平
其中，2844 cm⁻¹是本研究的分选核心峰：拉曼信号越强，代表细胞内甘油三酯（储存型油脂）含量越高。
Fig. 3 富集细胞产脂能力评价
FlowRACS 流式拉曼分选的完整工作逻辑
1. 酵母细胞逐个通过检测区域
2. 采集单细胞拉曼光谱
3. 实时判峰：系统自动读取2844 cm⁻¹ 峰强
4. 阈值分选：高于设定强度的 “高脂细胞” 被精准捕获
5. 两轮迭代富集：第一轮富集高脂群体，第二轮进一步提纯，稀有高产突变株被 “捞出来”
经转录组和靶向代谢组分析发现，该突变株通过协同上调脂肪酸前体合成、戊糖磷酸途径、乙醇降解及氨基酸代谢，增加乙酰辅酶A和NADPH供应，为脂质合成提供充足原料和还原力，同时关键转录调控因子参与脂质代谢网络调控，进一步促进了脂质的积累。
Fig. 4 与 SC018 相比，MU2R48 中心碳代谢、脂肪酸合成与降解通路基因的转录水平
Fig. 5 MU2R48 菌株中氨基酸代谢与戊糖磷酸途径（PPP）基因的转录水平
作为专注于单细胞功能表型解析与功能细胞分选装备研发的创新企业，星赛生物长期深耕单细胞拉曼光谱技术，以非标记、单细胞、高通量、活体无损为核心优势，已广泛服务于微生物代谢表型精准判别、工业高产菌株快速筛选、合成生物学菌株改造等前沿研究，用 “看得见、测得准、分得开” 的硬核工具，持续为生物制造与生命科学创新赋能。
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