對于組織樣本等具有復雜空間結構的生物學材料，液滴培養組學技術可以輔助進行空間轉錄組學的樣本預處理與條形碼標記。通過將組織消化后獲得的單細胞或細胞核懸液與帶有對應空間位置編碼序列的微珠共同封裝在液滴中，在液滴內完成mRNA的捕獲并被打上位置標簽，從而在后續的單細胞測序中保留細胞原始的空間位置信息。雖然這只是液滴技術作為分子生物學工具的一個應用側面，但它深刻體現了該技術在整合細胞表型與空間位置等多維度信息方面的靈活性與強大潛力。利用熒光信號實時監測每個液滴，實現了對細胞生長動態的無創、高通量追蹤。新疆絲狀菌液滴培養組學系統

海洋覆蓋了地球表面的絕大部分，其微生物多樣性是地球上未開發資源庫之一，蘊含著巨大的應用潛力。液滴培養組學技術正成為挖掘海洋微生物資源，特別是難以培養的浮游細菌和古菌的利器。海水中微生物密度相對較低，但液滴微流控系統的高通量封裝能力恰好可以應對這一挑戰，能夠從大體積水樣中有效捕獲稀有的微生物細胞。針對深海微生物，系統可以模擬其原生環境的極端條件，例如在液滴內營造高壓（通過與高壓腔聯用）、低溫或高溫、以及黑暗環境，從而為這些嗜壓菌、嗜冷菌或嗜熱菌的生長創造條件。對于具有特殊代謝功能的類群，如能夠降解海洋中難降解有機物（如幾丁質、藻源多糖）的微生物，可以在液滴中以這些物質作為碳源進行富集培養。更為重要的是，該技術可用于挖掘那些能夠產生新型生物活性物質的海洋微生物，例如抗氧化劑等。通過將微生物培養與報告系統結合，例如將指示菌與目標微生物共封裝，可以高通量篩選出能產生抑菌活性代謝產物的液滴。液滴的微量化特性使得后續的代謝組學分析更為聚焦和高效，可以直接對陽性液滴進行質譜分析來鑒定新化合物。這不僅加速了海洋藥物先導化合物的發現，也為我們理解海洋生態系統的物質循環和能量流動提供了微觀層面的實驗證據。北京自動分選液滴培養組學系統利用電潤濕等技術對液滴進行操控，實現了單個細胞的按需提取與轉移。

    石油烴類污染是嚴重的環境問題，利用微生物進行生物修復是一條經濟有效的途徑。液滴培養組學系統為高效篩選和進化高性能石油降解微生物菌株提供了強大的技術平臺。石油成分復雜，其降解往往需要多種微生物的協同作用。液滴系統能夠將不同的微生物組合（如細菌、藻類）與微量的石油droplets（作為碳源和能源）共同包裹，形成一個微型的協同降解反應器。通過這種高通量的共培養實驗，可以快速鑒定出哪些菌種組合能夠有效地降解特定石油組分（如烷烴、芳烴、瀝青質）。此外，該系統是進行微生物定向進化的理想工具。通過在液滴中提供選擇壓力，例如逐漸增加石油污染物的濃度或引入更難降解的組分，只有那些攜帶適應性突變或高效降解基因的微生物才能在其中生存和繁殖。經過多輪“培養-篩選-再封裝”的循環，可以逐步富集和進化出具有強降解能力的突變菌株。液滴的隔離性有效防止了適應性突變基因在群體中的擴散，確保了正向選擇的有效性。同時，該系統可用于研究降解過程中的微觀機制，例如通過添加熒光標記的底物類似物，可以實時監測單個液滴內底物的降解速率。這種基于液滴的高通量功能篩選和進化策略。

    微生物在應對環境壓力（如代謝產物、噬菌體、毒性物質）時，會進化出多樣的適應性策略。液滴培養組學系統為在實驗室中實時、高通量地研究這種進化動力學提供了強大的進化實驗平臺。其基本策略是在液滴中創建強烈的選擇壓力。例如，可以將對某種代謝產物敏感的微生物群體分散到包含亞抑菌濃度或逐漸升高濃度代謝產物的液滴中進行長期傳代培養。液滴的物理隔離性使得每個液滴都成為一個單獨的進化線，避免了抗性基因在群體間的水平基因轉移，從而迫使微生物只能依靠自身發生的隨機突變來適應壓力。經過多輪生長和分選后，可以回收大量進化出的抗性菌株。通過比較這些菌株的基因組和表型，可以系統地揭示代謝產物耐藥性的多種進化路徑和分子機制。類似地，該系統可用于研究微生物對噬菌體的協同進化。將細菌與噬菌體共同封裝，它們之間的“軍備競賽”被限制在液滴內，可以觀察到細菌從敏感進化出抗性，以及噬菌體相應地進化出新抗性菌株能力的全過程。這種高通量的并行進化實驗，能夠生成前所未有的海量進化數據，幫助我們理解微生物適應性的遺傳基礎、進化重復性以及復雜性狀的起源，對于預測病原菌的進化、開發新的策略以及理解生命進化的基本規律具有深遠意義。 在海洋微生物學中，該技術助力開發了模擬深海條件的原位培養新策略。

    在腸道菌群研究領域，液滴微流控技術為解決微生物“暗物質”難題提供了劃時代的工具。傳統體外培養方法嚴重依賴人工培養基配方，導致人體腸道中超過80%的微生物物種難以在實驗室條件下生長，這一瓶頸極大地限制了對腸道菌群功能與機制的深入探索。液滴培養組學系統通過將單個微生物細胞與多樣化的營養物質共同包裹在微滴中，構建了海量的“單細胞-微環境”組合。每個微滴相當于一個超微型的單獨培養單元，可以并行測試成千上萬種不同的培養條件，包括特定的碳氮源、生長因子、信號分子或抑制劑。這種高通量、低成本的篩選策略，使得研究人員能夠以“撒網”的方式探索不可培養微生物的生長偏好，從而發現其生存所需的獨特營養組合或物理化學信號。當某個液滴中的微生物成功增殖時，其特定的培養條件信息便與微生物的身份被同步鎖定。通過流式細胞分選術或微流控分選技術，這些“被喚醒”的微生物可以被回收，用于后續的擴大培養、基因組測序或功能驗證。該方法不僅極大地拓展了可培養的腸道微生物資源庫，更有助于揭示不同菌株在復雜群落中的生態位與相互作用網絡，為理解腸道微生態在健康與疾病狀態下的動態變化提供了前所未有的分辨率。 該技術通過模擬自然生境，為研究未培養微生物的生理功能開辟了新路徑。河北微流控液滴培養組學系統

液滴培養組學系統通過將細胞包裹在微滴中，實現高通量的單細胞培養與分析。新疆絲狀菌液滴培養組學系統

液滴培養組學系統以液滴微流控技術為關鍵支撐，通過精密微通道設計實現微生物或細胞的單顆粒封裝與精確操控，其關鍵結構包含液滴生成、操控、培養與分析四大模塊。在液滴生成環節，系統可通過微流控芯片以高達 20000 Hz 的頻率生成體積均一的皮升 / 微升級液滴，將單個微生物或細胞與培養基共同包裹其中，形成完全隔離的單獨培養微環境。培養模塊采用高透氣性聚合物管路作為容器，可提供可控氧分壓環境并支持長達 60 天的長時間孵育，同時避免瓊脂凝固產生的過氧化氫等抑制性物質影響。檢測分析模塊則集成 OD600、多波段熒光及化學發光檢測功能，配合分選單元實現目標液滴的精確篩選與收集，構成 "生成 - 培養 - 檢測 - 分選" 的完整技術閉環。

新疆絲狀菌液滴培養組學系統

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