一、背景介紹
腸道菌群數量龐大，構成復雜，人體腸道微生物群的組成和生理變化與多種疾病有關，通過研究腸道微生物能夠更好地了解其與人類健康之間的關系，目前，針對此研究來說，腸道菌群的分離和培養工作至關重要。
傳統的腸道菌群分離培養方式以平板模式為主，由于工作量較大，平板培養模式存在費時耗力、效率低下的問題，且往往培養效果不佳。液滴微流控技術在腸道菌群分離培養中的應用報道日益增加，其方法是將腸道菌群單分散至單個的獨立液滴中，為單個菌種的生長提供了封閉獨立的液體限域空間，極大地促進微生物生長，避免弱勢菌株被生長優勢菌株所覆蓋，進而提高可培養微生物的種類及數量。
本實驗通過使用天木生物MISS cell儀器，全自動創建數萬個獨立的液滴培養單元，將微生物分散至各液滴中獨立培養，不同種類的細菌個體可以在液滴中充分生長增殖，同時消除群落培養中過度生長及快速增長種群的影響。基于MISS cell設備的培養方法極大克服了傳統平板培養方式的缺陷，為腸道共生菌稀有類群及厭氧環境菌群的鑒定和發現提供了重要研究平臺。
二、基于平板和MISS cell設備的腸道菌群分離培養實驗過程
1.樣品預處理，確定上機濃度
收集糞便樣本稀釋后，使用血球計數板計數，用培養基將樣品濃度稀釋至10000-30000 CFU/mL，工作流程如下：
2.通過MISS cell設備進行厭氧環境下腸道菌群的分離培養
本實驗共生成約20000個液滴，經過37 ℃ 30天的厭氧培養后進行檢測及分選，經過5小時的分選，共得到含菌液滴約4600個，并進行高通量測序，工作流程如下圖所示：
3.腸道菌群使用平板分離培養
本實驗共涂布15個平板，經過37 ℃ 30天的厭氧培養后收集，并進行高通量測序，工作流程如下圖所示：
4.實驗結果
（1）與未培養糞便原液組相比，使用MISS cell 設備分離培養，多鑒定出10.9%（13/119）的細菌種類（屬水平），顯著優于平板的0.8%（1/119）。
（2）液滴培養比平板培養物種豐富度提高40%（屬水平），對于雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）、嗜蛋白胨菌屬（Peptoniphilus）、柯林斯菌屬（Collinsella）、考拉桿菌屬（Phascolarctobacterium）、腸球菌屬（Enterococcus）、卟啉單胞菌屬（Porphyromonas）等有較好的富集效果。
三、天木生物MISS cell儀器為腸道菌群等嚴格厭氧菌的分離、培養和篩選過程提供高通量、高效的自動化解決方案
本研究中使用天木生物MISS cell儀器，共生成20000個液滴，分選得到單克隆液滴約4600個，實現腸道菌群的自動化培養和分選，同時，基于液滴培養的優勢，避免了菌株之間的競爭性生長及交叉污染問題，顯著提高了培養后富集的菌種豐富度。
MISS cell實現了腸道菌群實驗全流程高通量、自動化操作，顯著提升微生物培養能力，大幅降低實驗人員工作量，提高工作效率，為包括腸道菌群在內的嚴格厭氧，提供了單克隆培養和高通量篩選的高效自動化實驗平臺，為菌株的培養和篩選提供強力支持！
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