“生物育种技术与装备”成功开发皮升和微升两种不同量级微液滴芯片实验室技术，实现微生物高通量筛选和长期适应性进化。成功开发微生物微液滴培养仪（MMC）和单细胞液滴荧光激活分选仪（DREM Cell）两款原创科学仪器，并实现商业化销售。

        全自动高通量微生物液滴培养仪（Microbial Microdroplet Culture system, MMC）是基于液滴微流控技术开发的微型化、自动化、智能化高通量微生物培养仪器。单个微流控芯片约含0~200 个液滴培养单元，每个微滴单元的体积约 2-3μl；可对微滴进行 350~800nm 全波长扫描和荧光激发检测（选配）；培养过程中可同时在线检测微生物的生长情况（OD 检测范围高达 15）和荧光强度变化（0-60000 counts）；能够实现自动化传代培养，并伴随多梯度的化学因子添加；连续培养时间高达15 天（或 100 代）以上；培养完成后可根据生长状况进行自动化菌株分选。

       

       全自动高通量微生物液滴培养仪

       液滴微流控细胞分选仪（droplet entrapping microfluidic cell-sorter）是基于液滴微流控技术开发而成的超高通量单细胞分选平台。通过使用最新的微流控技术，每秒可以发生成千上万的微液滴（pL），细胞包裹于微液滴之中，可进行生长、裂解、代谢、反应等生物生化过程，并与液滴之中的荧光筛子进行充分结合，产生不同强度的荧光信号；之后利用微液滴分选技术将低产出和高产出的细胞通过荧光信号分选出来，实现分选过程的高通量化。相比于传统孔板筛选体系，该系统筛选速率提高104倍，试剂消耗量下降至1/106。相比于流式细胞仪，该方法可对酶的各种性质（表达量、活性、稳定性、立体选择性、底物特异性等）、代谢产物、抗体等标靶进行高效分选；仪器操作简单方便，对样本污染风险小，无损害，耗材随用随弃，无污染残留。

     

     液滴微流控细胞分选仪原理图

     相关研究成果发表在METABOLIC ENGINEERING上：Wang, MM; Yu, HM; Li, X; Shen, ZY. Single-gene regulated non-spore-forming Bacillus subtilis: Construction, transcriptome responses, and applications for producing enzymes and surfactin. METABOLIC ENGINEERING.2020, 62: 235-248