单细胞水平上的细胞功能识别能为其生物种群异质性机制的研究带来突破,而特定表型的单细胞分选是研究“细胞个体功能异质性和表型多样性”这一科学问题的前提。液滴微流控技术凭借其灵活操控、高度集成以及便携等优点,为在单细胞水平上的细胞分选提供了强有力的支撑。本文以高产虾青素的雨生红球藻为模型,围绕着对其特异性藻株的自动化、高通量分选这一目标,主要研究内容如下:(1)基于液滴微流控技术的单细胞包裹及培养。采用微流控液滴生成技术中的夹流聚焦结构来生成尺寸均一的单细胞液滴。由于微藻细胞生长表型差异显现需长时间离线培养,因此本文引入了超低熔点琼脂糖。将单细胞封装在琼脂糖凝胶微球中,避免经长时间离线培养后,出现液滴的融合和破裂。(2)搭建基于单细胞生长表型的自动化液滴分选平台。该液滴分选微流控芯片集成了基于光谱仪的液滴吸光度检测单元和基于电磁阀吸允的液滴分选单元,同时平台使用图形化编程语言LabVIEW编写实现分选平台自动化的软件。以该平台为基础,实现了包裹生长速率快的雨生红球藻单细胞液滴的自动化分选。(3)搭建拉曼激活液滴分选(RADS)平台,该平台成功的将单细胞拉曼光谱获取与基于介电分选的液滴微流控技术集成在一起。RADS平台的微流控芯片设计将拉曼检测单元置于液滴发生单元之前,有效的避免了液滴透镜效应和油相拉曼背景对细胞拉曼信号采集的影响,提高了拉曼识别的准确性。以该平台为基础,实现了单细胞水平高产虾青素雨生红球藻的自动化精准分选。