植物生物技術和農業科學正日益受益于液滴培養組學的發展。該系統可以用于高通量封裝植物的原生質體，并施加不同的生物或非生物脅迫選擇壓力，從而在單細胞水平上大規模篩選具有抗逆性（如抗旱、耐鹽、抗病）的基因型或突變體。這些經功能篩選出的優良細胞可以通過組織培養技術再生為完整的植株，從而將傳統育種中需要數年甚至十數年的篩選過程大幅縮短。此外，該系統也為在精確可控的微環境中研究植物細胞與有益或病原微生物的初期互作提供了理想平臺，例如觀察菌體附著、共生體形成或超敏反應爆發等早期事件，為闡明植物-微生物互作的分子基礎及開發新型生物制劑開辟了新途徑。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。大連自動化液滴培養組學系統

生物膜是微生物附著于表面形成的結構化群落，是許多工業生物污損以及環境污染及種群影響的根源。研究生物膜形成的初始階段——即單個細胞的附著行為——在傳統流動腔或宏觀模型中極具挑戰性。液滴培養系統可以通過在液滴內創造液-固或氣-液界面來模擬初始的附著表面，并高通量地研究不同基因突變、表面材料特性或環境流體力學條件對單個細胞初始附著率及附著強度的影響，為理解生物膜形成的關鍵起始事件及其干預策略提供了新的研究窗口。大連自動化液滴培養組學系統通過時間分辨的液滴分析，可以繪制出單細胞水平的基因表達動態圖譜。

該系統徹底改變了傳統微生物培養的局限，通過單細胞封裝技術有效消除種間競爭與生長速率差異的干擾，成為稀有及難培養微生物分離的關鍵工具。在土壤微生物分離實驗中，利用天木生物 MISS cell 系統對 60882 個液滴進行培養分選，成功獲得 5628 個帶菌液滴，鑒定出 86 種微生物，較傳統平板培養的 73 種高出 17.8%，其中包含布魯氏菌、缺陷短波單胞菌等 50 多種平板無法培養的菌株。微流控平板劃線（MSP）技術進一步提升了分離效率，其生成的液滴陣列不僅支持顯微鏡實時觀察，還能將培養時間從傳統平板的 16 小時縮短至 12 小時，同時使單菌落測序雜合峰比例保持在 4.35% 的高質量水平，與平板培養結果基本一致。這種技術突破使環境中 99% 以上的 "不可培養微生物" 成為可研究對象。

細胞外囊泡作為細胞間通訊的關鍵介質，其研究長期面臨分離困難、功能分析技術復雜等挑戰。液滴培養組學系統為此提供了創新的研究范式。通過將單個分泌細胞封裝在液滴內，可以將其分泌的囊泡限制在微小的封閉空間中進行累積和富集，避免了傳統培養上清中囊泡被稀釋的問題。隨后，可對液滴進行免疫熒光染色以量化囊泡的特定表面標志物，或者將分泌細胞與報告細胞共封裝，直接在一個封閉系統中研究囊泡介導的功能性信號傳遞。這種方法為在單細胞分辨率下解析囊泡的生物發生、cargo裝載及其在生理病理過程中的功能提供了強大的新型工具。系統兼容多種檢測模式，包括光學、化學發光及拉曼光譜等，應用靈活。

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。在生物能源領域，該技術用于快速進化能高效生產生物燃料的工程微藻。大連自動化液滴培養組學系統

該技術極大加速了工業酶制劑的定向進化進程，縮短了研發周期。大連自動化液滴培養組學系統

基于液滴的微生物單細胞基因組學為研究微生物多樣性提供了強有力的工具。該方法通過將單個微生物細胞分離到單獨的液滴中，在液滴內進行細胞裂解、基因組擴增和測序文庫構建等一系列操作。這種單細胞水平的分析避免了傳統宏基因組學中基因序列組裝的不確定性，能夠直接獲得完整的微生物基因組信息。特別對于不可培養的微生物，這種方法能夠揭示其遺傳特征和代謝潛能。技術在于每個液滴都是一個單獨的反應器，通過微流控控制實現試劑添加和反應條件調節。近年來發展的多重置換擴增技術提高了單細胞基因組的覆蓋度，減少了擴增偏倚。該系統還允許在基因組分析前對液滴內的微生物進行表型篩選，例如根據代謝活性或底物利用能力對液滴進行分選，實現功能與基因型的關聯分析。這在微生物群落功能研究中尤為重要，能夠直接將特定的代謝功能與特定的微生物種群聯系起來。
大連自動化液滴培養組學系統

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