【引言】

釀酒酵母菌是種具有高工業(yè)附加值的菌種，其在真核和人類細胞研究等域也有著非常重要的作用。釀酒酵母菌由于自身所在的細胞周期不同，遺傳性不同或是所處的環(huán)境不同可展現出球形單體，有芽雙體或形成團簇等多種形貌。因此獲得具有高純度單形貌的釀酒酵母菌無論是對生物學基礎性研究還是對應用域均有著非常重要的意義。

【成果簡介】

麥考瑞大學Ming Li課題組用MicroWriter ML3小型臺式無掩膜光刻機制備了系列矩形微流控通道。在制備的微流控通道中，通過粘彈性流體和牛頓流體的共同作用對不同形貌的釀酒酵母菌進行了有效的分類和收集。借助MicroWirter ML3中所采用的無掩模技術，課題組輕松實現了對微流控傳輸通道長度的調節(jié)，化出對不同形貌酵母菌進行分類的佳參數。

【圖文導讀】

圖1.在MicroWriter制備的微流控通道中用粘彈性流體對不同形貌的釀酒酵母菌進行分類。

（a）對不同形貌釀酒酵母菌，而非根據尺寸進行分類的原理圖。微流控結構有兩個入口，個是用于注入釀酒酵母菌溶液，另個用于注入聚氧乙烯（PEO）鞘液。除此之外，該結構還有個微流控傳輸通道，個擴展區(qū)和七個出口。所有的酵母菌初期排列在鞘液的邊緣，在界面彈性升力和內在升力的共同作用下，釀酒酵母菌根據形貌在鞘液內被分類。

（b）對釀酒酵母菌進行形貌分類的微流控通道設計圖（左）和用MicroWirter ML3制備出的實際微流控通道（右）的對比。圖中比例尺為10 μm。

圖2. 微流控傳輸通道的長度對不同形貌釀酒酵母菌分類的影響。

（a）不同形貌的釀酒酵母菌在不同長度傳輸通道參數下的實際結果。黑色虛線代表傳輸通道的中心線。圖中比例尺是50 μm。

（b）不同形貌的釀酒酵母菌在側向的分布結果，單體（藍色），有芽雙體（黃色）和形成團簇（紫色）。誤差棒代表測量100次實驗的分布結果。

圖3. PEO濃度1000 ppm，微流控傳輸通道長度15 mm，酵母菌流量為1μL/min, 鞘液流量為5μL/min的條件下不同形貌的釀酒酵母菌的分類和收集效果。

（a）收集不同形貌釀酒酵母菌的七個出口。

（b）不同形貌酵母菌在入口和出口的比較圖。

（c）實驗表明不同形貌的酵母菌可在不同出口處進行收集。單體主要在O1出口，形成團簇的菌主要O4出口。

（d）不同出口處對不同形貌的釀酒酵母菌的分類結果，單體（藍色），有芽雙體（黃色）和形成團簇（紫色）。

（e）和（f）不同出口對不同形貌的釀酒酵母菌的分離和收集結果的柱狀圖。誤差棒代表著三次實驗的誤差結果。

【結論】

隨著微流控在生物域的應用逐漸增多，影響力逐漸擴大，如何快速開發(fā)出符合實驗設計的原型微流控結構變得十分重要。由于實驗過程中需要及時修改相應的參數，得到化的實驗結果，靈活多變的光刻手段顯得尤為重要。從上文中可以看出，MicroWirter ML3小型臺式無掩膜光刻機可以幫助用戶快速實現原型微流控結構的開發(fā)，助力生物相關微流控域的研究。

【參考文獻】

[1]. Liu P ,  Liu H ,  Yuan D , et al. Separation and Enrichment of Yeast Saccharomyces cerevisiae by Shape Using Viscoelastic Microfluidics[J]. Analytical Chemistry, 2021, 93(3):1586-1595.

【相關產品】
1、小型臺式無掩膜光刻機- Microwriter ML3