花粉不僅是植物遺傳、育種、進(jìn)化、生殖的重要研究對象，也是孢粉分析、蜂群培育、藥物制造、醫療及生理實(shí)驗的重要材料。在農業(yè)生產(chǎn)及常規雜交育種中，花粉質(zhì)量直接關(guān)系著(zhù)后期結籽率及作物的產(chǎn)量，因此研究花粉的活性和育性成為不可缺少的基礎性工作?；ǚ刍盍κ腔ǚ劬哂械纳L(cháng)、萌發(fā)、或發(fā)育的能力。掌握快速、精準分析花粉活力的測定方法，對于提高育種效率具有重要的作用和意義。

圖1.傳統染色鏡檢法

目前，花粉活力檢測主要的研究方法有基于熒光染色的流式細胞分析法、顯微鏡觀(guān)察法、萌發(fā)率測定等。這些方法往往操作復雜，需要有專(zhuān)業(yè)人員花費較長(cháng)的時(shí)間進(jìn)行預處理、需使用染色劑、測量通量低且重復性差，實(shí)驗結果受人為因素影響較大。如圖1，當使用基于熒光信號的流式細胞分析方法時(shí)，預處理時(shí)間長(cháng)，實(shí)驗結果可重復性低；當在顯微鏡下觀(guān)察時(shí)，我們可以觀(guān)察花粉的形態(tài)特征、但卻不能得到量化的形態(tài)參數。

針對這些情況，瑞士Amphasys公司基于傳統流式細胞法和庫爾特計數法，研發(fā)出一款利用阻抗微流式細胞分析技術(shù)測量花粉活力的新設備—Ampha Z32，揭開(kāi)了花粉活力研究的新篇章。該方法無(wú)需染色標記、操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現花粉大小、活性的實(shí)時(shí)、高通量、快速、精準測量，大大節省了科研工作者的時(shí)間和勞動(dòng)支出。

圖2. 傳統染色鏡檢法（FDA/PI）和阻抗微流式細胞法（IFC）測量結果對比&相關(guān)性分析

右圖甜椒花粉為傳統染色法與花粉活力分析儀測定的結果相關(guān)性，發(fā)現兩者的相關(guān)性非常好R2 =0.9951。

采集甜椒花粉分別用傳統染色鏡檢法和阻抗微流式細胞法測量花粉活力，結果表明兩種方法測量結果具有非常好的相關(guān)性，R2=0.9951（如圖2）。其中，使用阻抗微流式細胞法進(jìn)行4次測量，總共僅需不到15分鐘，且測量標準差＜1%；而使用傳統染色鏡檢法，4次測量結果卻要耗費近20個(gè)小時(shí)，測量標準差小于10%。由此可見(jiàn)，阻抗微流式細胞法不僅節約了大量的測量時(shí)間，還可以得到與傳統方法一致甚至是優(yōu)于傳統方法的測量結果。

工作原理

花粉活力分析儀Ampha Z32的測量核心是內置微電極的微流控芯片。細胞（或顆粒）在注入區（圖3綠色框所示區域，通道尺寸為20×200mm）雙向電泳作用下，自動(dòng)排成一列并依次通過(guò)檢測區域（紅色框區域，通道尺寸10×10mm~40×40mm），此區域內有兩個(gè)不同的電場(chǎng)，當細胞（或顆粒）的大小、形狀甚至是細胞活力狀況不同時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生不同信號差（圖3中b、c），從而得到細胞（或顆粒）的數量、活性等參數，檢測完的細胞

（或顆粒）隨流體介質(zhì)沿管道排出。

AmphaChip專(zhuān)利芯片 單細胞分析可重復多次使用

圖3. 工作原理

主要功能

檢測花粉等非生物顆粒以及細菌，酵母菌（含孢子），動(dòng)植物細胞，及藻類(lèi)等的生物細胞的大小、細胞形態(tài)、樣品濃度、細胞活性、細胞凋亡、細胞分化等指標。

應用領(lǐng)域