1. 基于微流控液滴封裝技術(shù)的高通量篩選

高通量篩選是一種在短時(shí)間內(nèi)分析大量化合物庫(kù)的方法，例如，每天進(jìn)行104到105次測(cè)試。通過(guò)借助機(jī)器人和多孔板，高通量篩選已被廣泛應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)藥物、測(cè)試毒性和分析抗體的親和力。微流控液滴技術(shù)可以產(chǎn)生大量，反應(yīng)條件均一的單分散液滴，特別適合于提高高通量篩選。同時(shí)，由于微液滴的反應(yīng)體積在納升和皮升級(jí)，極大減少了試劑消耗。液滴的產(chǎn)生頻率可高達(dá)10kHz，滿足每天高達(dá)1億反應(yīng)條件的高通量篩選。

對(duì)比傳統(tǒng)方式，微流控液滴技術(shù)在高通量篩選中的優(yōu)勢(shì)

2.微流控液滴封裝技術(shù)在單細(xì)胞分析的應(yīng)用

隨著微流控液滴技術(shù)的發(fā)展，生物學(xué)家能夠通過(guò)液滴技術(shù)來(lái)分析單細(xì)胞的蛋白質(zhì)組學(xué)和基因組學(xué)，從而研究細(xì)胞群體中的異質(zhì)性。

在單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)研究中，細(xì)胞被限制在一個(gè)非常小的體積內(nèi)，這使得大多數(shù)生物標(biāo)記物幾乎都可以被檢測(cè)到。在微液滴內(nèi)無(wú)論是通過(guò)細(xì)胞分泌還是細(xì)胞裂解，目標(biāo)檢測(cè)分子通常是通過(guò)熒光標(biāo)記抗體來(lái)完成檢測(cè)的，結(jié)果一般記錄為“0或1”，這種分析技術(shù)我們稱(chēng)之為數(shù)字微流控分析技術(shù)。數(shù)字微流控分析可以使許多檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行定量，使微液滴技術(shù)具有更廣闊的應(yīng)用前景。

單細(xì)胞基因組學(xué)可以通過(guò)單細(xì)胞微液滴技術(shù)，利用引物功能化的微球來(lái)靶向DNA。因此，可以通過(guò)微流控液滴技術(shù)來(lái)繪制整個(gè)細(xì)胞亞群的基因組圖譜。在這一應(yīng)用中，有一個(gè)常用的RNA測(cè)序技術(shù)，稱(chēng)為Drop-seq（液滴測(cè)序技術(shù)），是目前在這個(gè)領(lǐng)域少數(shù)幾個(gè)商業(yè)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用之一。

3. 基于液滴封裝技術(shù)的高通量蛋白質(zhì)定向演化

定向演化是一種通過(guò)體外模擬自然選擇來(lái)限制和加速蛋白質(zhì)進(jìn)化的過(guò)程。主要應(yīng)用于工業(yè)用酶的篩選和微調(diào)。微流控液滴技術(shù)具有的微型化、控制改進(jìn)、同質(zhì)性和分選等優(yōu)勢(shì)，使研究人員能夠開(kāi)發(fā)出超高通量的蛋白質(zhì)定向演化（每天超過(guò)106種化合物）。這些系統(tǒng)能夠在一天內(nèi)篩選出108種蛋白質(zhì)，明顯超過(guò)傳統(tǒng)方法（在常規(guī)的平板實(shí)驗(yàn)中，需要兩周才能篩選出2000種蛋白）。

4. 基于微流控液滴封裝技術(shù)的藥物輸送系統(tǒng)

除了作為微反應(yīng)器外，液滴還可以轉(zhuǎn)化為藥物輸送系統(tǒng)(DDS)。液滴封裝技術(shù)與上述的方法類(lèi)似，即將稀釋的藥物作為分散相，可以通過(guò)控制液滴形成的流速來(lái)控制液滴內(nèi)的藥物濃度。然而，根據(jù)給藥途徑的不同，液滴可能需要通過(guò)固化步驟變成微米顆粒/納米顆粒。此外，一些基于液滴的藥物傳遞系統(tǒng)可能需要使其溶液功能化，以響應(yīng)特定的pH值或溫度，作為輸送控制系統(tǒng)。

5. 液滴可以作為人造細(xì)胞的模板

液滴可以作為人工細(xì)胞的模板。根據(jù)不同的研究目的，它們可以通過(guò)無(wú)膜隔離的生化反應(yīng)模擬特定細(xì)胞功能，或者可以用作脂質(zhì)雙分子層的模板。更復(fù)雜的設(shè)計(jì)允許將液滴封裝在更大的液滴中，以模擬真實(shí)細(xì)胞中的組成，并提供更好的反應(yīng)時(shí)間控制，因?yàn)樵谝旱涡纬芍埃噭┎⒉欢荚诜稚⑾嘀谢旌稀?/span>

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