- 技術說明
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近年來液滴(Droplet)的應用範疇，不論是用於培養、反應或篩選數千至數十萬個細胞的高通量技術等，都受到研究者的高度重視。目前液滴的研究使用上，其直徑範圍約20-200μm，技術上可以分為兩種方式：water-in-oil(W/O) droplets和gel microdrops(GMDs)。
1. Water-in-oil (W/O) droplets
結構：將水相液滴（如培養基）分散在油相溶液中，並由界面活性劑包覆穩定結構。
特點 : 將微生物/細胞包覆在油珠時，當微生物/細胞生長並產生代謝物，其代謝物會累積在油珠中，如有添加額外的反應物（substrates）時，即可以在培養過程中同時監測代謝物。
應用：微生物培養、環境微生物/突變株篩選、酵素的定向演化等。
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2. Gel microdrops(GMDs)
結構：內部包覆膠狀體的液滴。
特點 : 物質(substances)在液滴結構的內部和外部都具有高度滲透性，因為液滴可以分散在水相溶液（例如培養基）中，而不是分散在油相溶液中，而相對較大的材料（例如細胞、磁珠和基因組）可藉由凝膠作為支架而保留起來。
應用：細胞培養、篩選突變株/產生高抗體的細胞、微生物交互作用研究等。
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液滴優勢
1. 高通量：10分鐘內可以產生超過百萬個包覆單細胞的液滴。
2. 縮小規模 : 由於液滴的體積微小，不僅可以節省所需試劑用量並可將百萬個液滴儲存於單一試管中。
3. 形同微型的生物反應器 : 在每顆液滴中加入培養基或試劑，如同將每顆液滴作為生物反應器般，實現單細胞的酵素反應、分泌產物的定量等。
相關設備介紹
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Microdroplet-based system for culturing of environmental microorganisms using FNAP-sort Saito,K.,Ota,Y.,Tourlousse,D.M.,Matsukura,S.,Fujitani,H.,Morita,M.,Tsuneda,S.,Noda,N. Scientific Report 202111(1), 9506. DOI:10.1038/s41598-021-88974-2
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Luu,X.C.,Shida,Y.,Suzuki,Y.,Sato,N.,Nakamura,A.,Ogasawara,W. New Biotechnology 2022 72,149–158. DOI:10.1016/j.nbt.2022.11.003
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Tanaka,Y.,Nakamura,A.,Suzuki,Y.,Maruta,K.,Shida,Y.,Ogasawara,W. Journal of Biotechnology 2022 358,46–54. DOI:10.1016/j.jbiotec.2022.08.016.
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High-throughput screening of high protein producer budding yeast using gel microdrop technology Fujitani,H.,Tsuda,S.,Ishii,T.,Machida,M. BioRxiv 2019
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Suspendable Hydrogel Nanovials for Massively Parallel Single-Cell Functional Analysis and Sorting Joseph de Rutte, Dino Di Carlo. et al. ACS Nano 2022, 16, (5), 7242–7257. DOI:10.1021/acsnano.1c11420.
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