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液滴微流控（七）：單細胞高通量分析
細胞是生命結構與功能的基本單位，在對生命健康與疾病研究的探索中，常需以細胞研究為基礎，而細胞之間的差異，使得在對群體細胞的研究中，不可避免的會掩蓋了許多個體細胞的*信息，為了更全面的探索生命，更好的服務人類健康，單細胞分析愈發受到重視，其難點在于對單個細胞的捕獲、刺激以及檢測分析等，而液滴微流控技術，因其具有流體操作簡便、高單分散性、小型化、低成本、高靈敏度、高通量等優點，迸發出鮮活的生命力，已成為單細胞操控與分析的有力工具。
案例一：高通量篩選
Thomas[1]等人研發的單細胞高通量篩選系統，通過將單個酵母細胞包裹在20pl的微滴中，在微滴中對酵母細胞孵育并使其分泌出一種酶，接著在微流控芯片對每個液滴注入熒光底物，后，使用熒光檢測模塊以300滴每秒的頻率對液滴進行分選。其操作流程可見下圖。
案例二：高通量計數
Heng[2]等人基于液滴微流控，研究了一種簡單而精確的細胞計數方法，實現了大量人體細胞與細菌的計數，證實在液滴中的細菌和人體細胞分布與預期的泊松分布高度一致，并通過大量的統計數據，進一步評估了液滴中人類細胞的細胞活性。
上圖中，a為人類細胞計數的明場圖像，b為HL60 細胞的熒光圖像，c和d分別為每滴微滴中計數HL60細胞和H1975細胞的計數分布圖。
常見液滴單細胞應用
1.單細胞基因組或轉錄組分析：檢測所需分子量更小。
2.組織分析：研究細胞間異質性。
3.譜系示蹤：進行基因組與生化分析，比傳統FACS分選技術更加靈活。
4.細胞分選：與流式細胞儀相比，所需細胞數量更少，更適合稀有樣品的計數。
5.體化醫療：對腫瘤單細胞的異質性分析，以進行癌癥免疫治療。
參考文獻：
[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.