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細(xì)胞是生命結(jié)構(gòu)與功能的基本單位，在對(duì)生命健康與疾病研究的探索中，常需以細(xì)胞研究為基礎(chǔ)，而細(xì)胞之間的差異，使得在對(duì)群體細(xì)胞的研究中，不可避免的會(huì)掩蓋了許多個(gè)體細(xì)胞的*信息，為了更全面的探索生命，更好的服務(wù)人類健康，單細(xì)胞分析愈發(fā)受到重視，其難點(diǎn)在于對(duì)單個(gè)細(xì)胞的捕獲、刺激以及檢測(cè)分析等，而液滴微流控技術(shù)，因其具有流體操作簡(jiǎn)便、高單分散性、小型化、低成本、高靈敏度、高通量等優(yōu)點(diǎn)，迸發(fā)出鮮活的生命力，已成為單細(xì)胞操控與分析的有力工具。

案例一：高通量篩選

Thomas[1]等人研發(fā)的單細(xì)胞高通量篩選系統(tǒng)，通過(guò)將單個(gè)酵母細(xì)胞包裹在20pl的微滴中，在微滴中對(duì)酵母細(xì)胞孵育并使其分泌出一種酶，接著在微流控芯片對(duì)每個(gè)液滴注入熒光底物，后，使用熒光檢測(cè)模塊以300滴每秒的頻率對(duì)液滴進(jìn)行分選。其操作流程可見(jiàn)下圖。

案例二：高通量計(jì)數(shù)

Heng[2]等人基于液滴微流控，研究了一種簡(jiǎn)單而精確的細(xì)胞計(jì)數(shù)方法，實(shí)現(xiàn)了大量人體細(xì)胞與細(xì)菌的計(jì)數(shù)，證實(shí)在液滴中的細(xì)菌和人體細(xì)胞分布與預(yù)期的泊松分布高度一致，并通過(guò)大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步評(píng)估了液滴中人類細(xì)胞的細(xì)胞活性。

上圖中，a為人類細(xì)胞計(jì)數(shù)的明場(chǎng)圖像，b為HL60 細(xì)胞的熒光圖像，c和d分別為每滴微滴中計(jì)數(shù)HL60細(xì)胞和H1975細(xì)胞的計(jì)數(shù)分布圖。

常見(jiàn)液滴單細(xì)胞應(yīng)用

1.單細(xì)胞基因組或轉(zhuǎn)錄組分析：檢測(cè)所需分子量更小。

2.組織分析：研究細(xì)胞間異質(zhì)性。

3.譜系示蹤：進(jìn)行基因組與生化分析，比傳統(tǒng)FACS分選技術(shù)更加靈活。

4.細(xì)胞分選：與流式細(xì)胞儀相比，所需細(xì)胞數(shù)量更少，更適合稀有樣品的計(jì)數(shù)。

5.體化醫(yī)療：對(duì)腫瘤單細(xì)胞的異質(zhì)性分析，以進(jìn)行癌癥免疫治療。

參考文獻(xiàn)：

[1].Thomas, Stéphane, Andrew D, et al. Droplet-based microfluidic high-throughput screening of heterologous enzymes secreted by the yeast Yarrowia lipolytica[J]. Microbial Cell Factories, 2017, 16(1):18.

[2].Heng, Ouriel, Jeremy, et al. High throughput single cell counting in droplet-based microfluidics[J]. Scientific Reports, 2017, 7(1):1366.