工业真菌是生产多种生物制品的关键候选菌株。为提高其产量，常需进行基因改造，但传统筛选方法存在通量和灵敏度限制。液滴微流控技术通过将单个真菌孢子或细胞封装在皮升至纳升级液滴中，形成独立微反应器，实现实时监测和精准单细胞分析，有效克服了琼脂平板和流式细胞术等方法的不足。

近期，南京师范大学施天穹副教授、王月桐副教授等人发表综述，系统阐述了液滴微流控技术作为高效筛选平台，在工业真菌（尤其是丝状真菌）菌株开发中的前沿应用。文章重点分析了如何通过物理限域、材料工程与基因改造等多元策略，解决丝状真菌菌丝生长导致的液滴破裂难题，并展示了多模态信号检测与人工智能技术在提升筛选通量与准确性方面的巨大潜力。相关研究以“Advanced droplet microfluidic platform for high-throughput screening of industrial fungi”为题目，发表在期刊《Biosensors and Bioelectronics》上。

本文要点：

1、本文探讨了液滴微流控技术（DMFS）在工业真菌高通量筛选中的变革潜力。

2、阐述了微流控芯片制造、液滴生成与调控及荧光、拉曼光谱、质谱等多模态信号检测的关键进展

3、重点分析了应对丝状真菌液滴破裂的策略，包括物理限制、仿生核壳水凝胶和基因工程方法等。

4、未来或聚焦AI驱动自动化与无标记检测，有望推动优质工业真菌研究，助力可持续生物制造。

一张图读懂全文：

图1. 微流控原理、液滴微流控筛选的不同信号及其在丝状真菌和非丝状真菌中的应用示意图

图2. 工业真菌的常见类型及代表性孢子、菌丝形态。（a）酿酒酵母（S. cerevisiae）、（b）黑曲霉（A. niger）的示意图；（c）孢子、（d）分生孢子（conidia）、（e）球拍状菌丝（racquet-shaped mycelium）、（f）鹿角状菌丝（antler-shaped mycelium）的示意图

图3. 基于不同材料的微流控芯片模块化制备图

图4. 用于生成包裹细胞的液滴的微流控装置图

图5. 液滴调控方式（如分裂、迁移与融合）图

图6. 基于液滴光学信号检测的微流控装置图

图7. 用于液滴检测与分选的电学检测及质谱检测方法图

图8. 基于物理调控策略优化菌丝生长并用于真菌液滴微流控高通量筛选的示意图

图9. 基于材料工程策略优化菌丝生长并用于真菌液滴微流控高通量筛选的示意图

图10. 通过基因修饰等整合策略优化菌丝生长并用于真菌液滴微流控高通量筛选的示意图

图11. 液滴微流控用于高产不饱和脂肪酸及赤藓糖醇的工业真菌高通量筛选的示意图

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2025.117594

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