在可持续生物能源领域,液滴培养组学系统被广泛应用于筛选和改造能够高效生产生物燃料或高价值化学品的微生物。例如,对于产烃微藻或工程化酵母菌株,可以将大量个体封装在液滴中,并利用对脂类、醇类或特定代谢产物具有特异性的荧光染料或生物传感器进行标记。随后,系统可以根据荧光强度自动分选出表型优异的细胞个体,用于后续的驯化或遗传分析。这种高通量筛选能... 【查看详情】
在神经科学研究中,该技术助力神经元功能多样性的解析。大脑中包含多种类型的神经元,它们在形态、连接和功能上存在差异。通过分离脑组织中的单个神经元,并分析其基因表达谱和电生理特性,可以建立更精细的神经元分类系统。将单个神经元包裹在液滴中进行单细胞转录组分析,已发现许多新的神经元亚型,深化了对神经环路组织和功能的理解。这种单细胞分辨率的分析技术... 【查看详情】
在代谢产物发现与作用机制研究这一传统领域,液滴培养组学带来了颠覆性的创新思路。面对病原微生物耐药性日益严峻的全球挑战,从复杂环境样本或合成化合物库中快速筛选新型代谢产物变得至关重要。液滴系统通过将单个环境微生物(如土壤细菌)与报告病原菌共同包裹在微滴中,构建了海量的“生产者-指示者”对。在共培养过程中,如果生产者菌株能够分泌抑... 【查看详情】
天木生物的皮升级液液滴系统在酶抑制剂筛选中展现出重要价值。通过将靶酶与化合物库共同封装在液滴中,利用荧光底物监测酶活性变化,可快速识别有效的抑制剂。该系统已成功应用于激酶、蛋白酶等多种药物靶点的新型抑制剂发现。在实际应用中,研究人员通过该平台筛选到纳摩尔级别的蛋白酶体抑制剂,为药物开发提供了先导化合物。液滴微反应器技术极大降低了试剂消耗,... 【查看详情】
极端环境微生物是发现特殊酶类(极端酶)和其他功能性代谢产物的宝贵资源。液滴培养组学系统能够为这些娇贵的“极端主义者”在常规实验室条件下创造其赖以生存的微环境,从而实现对它们的培养与挖掘。例如,对于嗜酸菌,可以在液滴内维持低pH环境;对于嗜盐菌,则可以配制高盐度的培养基。系统的封闭性确保了这些极端条件在液滴内的高度稳定,不受外界环境影响。在... 【查看详情】
食品微生物改良领域,ARTP技术助力发酵特性提升。以酸奶发酵菌株为例,研究人员采用间歇式等离子体处理策略,通过控制脉冲间隔使细胞获得修复时间。突变筛选过程中引入pH自动监测系统,快速识别产酸性能改善的克隆。获得的突变株不仅发酵时间缩短25%,还产生了新的芳香物质,改善了产品风味。蛋白质组学分析表明,突变株中糖酵解途径关键酶表达量上调,同时... 【查看详情】
微生物进化实验因液滴培养系统的应用而实现了前所未有的规模与控制水平。研究微生物在特定条件下的适应性进化对于理解进化动力学和预测微生物在自然环境中的变化至关重要。传统进化实验通常在大体积培养瓶中进行,难以控制种群结构和环境参数,且通量有限。液滴微流控技术允许在数千个隔离的微环境中平行进行进化实验,每个液滴中的微生物群体经历不同的... 【查看详情】
分选纯度与回收率的平衡是单细胞分选实验中需要权衡的重要问题,二者的取舍取决于实验目的。对于单细胞测序等对纯度要求极高的实验,需采用严格的门控策略与分选参数,大限度排除非目标细胞的污染,即使会导致部分目标细胞损失、回收率降低也在所不惜。而在需要大量目标细胞进行后续功能实验时,则可适当放宽分选条件,在保证基本纯度的前提下提高回收率,确保获得足... 【查看详情】
在园艺植物育种领域,ARTP技术为无性繁殖物种的改良开辟了新途径。以马铃薯块茎为例,研究人员针对芽眼部位进行定向等离子体处理,成功诱导出高淀粉含量、抗晚疫病的新种质。与传统化学诱变相比,这种方法不会在组织中残留有害物质,且突变频率提高约40%。处理过程中,通过调节等离子体射流的入射角度,可以精确控制作用深度,避免对储藏组织造成过度损伤。经... 【查看详情】
对于植物胚芽的定向改良,ARTP技术展现出精细调控的潜力。以玉米胚芽为研究对象,科研人员通过调节等离子体工作气体组分(如氦气、氩气混合比例),实现了对胚芽特定组织的选择性诱变。当采用特定参数处理时,等离子体主要作用于胚芽的分生组织区域,诱导产生大量影响株高、分蘖数的有益突变。这种组织特异性诱变的效果是传统化学诱变难以实现的。在处理过程中,... 【查看详情】