大肠杆菌转化是将外源DNA引入大肠杆菌中,从而改变大肠杆菌的性状,并稳定遗传下去。大肠杆菌转化是生命科学领域的常规分子生物学实验,用于研究基因的功能、蛋白功能性状等,也是基因工程、蛋白质工程、细胞工程、发酵工程等领域的主要研究和生产手段。微流控芯片技术是分析化学领域的一种新兴研究技术,现已经扩展到生命科学、医药诊断、环境科学、军事刑事科学等领域,并得到广泛的研究和应用。由于微流控芯片技术消耗样品量少(纳升、皮升级)、反应时间短,易于实现自动化、微型化、集成化,其发展目标是实现“芯片实验室”,取代传统方法的一系列实验操作过程,比如样品预处理、进样、反应、分离、检测等。科研工作者为将传统实验在微流控芯片上实现做出了许多努力,大肠杆菌转化这一常规分子生物学实验也不例外。本研究利用毛细管和微流控芯片构建了液滴发生系统及大肠杆菌转化系统,并进行了大肠杆菌的转化,得到以下研究结果:(1)基于毛细管与微流控芯片的液滴发生系统的构建设计了微流控芯片油水两相进样通道,并在两相交叉口处插入疏水内壁石英毛细管,在恒流泵的驱动下,液滴在毛细管的入口处发生并直接进入毛细管中。应用该毛细管与微流控芯片复合系统产生的水相液滴大小均一可控、频率可控、发生稳定且呈流线型,同时根据理论公式可以预测液滴的大小和发生频率。(2)基于毛细管与微流控芯片单相系统的构建及大肠杆菌转化基于毛细管直径小、传热快且均一的优点,以及利用微流控芯片快速微量混合的特点,构建了基于毛细管与微流控芯片单相系统,并将其应用于大肠杆菌的化学热激转化。利用该系统实现了大肠杆菌的转化,结果得到了与传统方法相似的转化率及更高的转化频率,且消耗的量更少、时间更短。同时,在该转化系统中,进样、样品混合、混合物热激和转化液收集是连续在线自动化进行的。(3)基于毛细管与微流控芯片液滴双相系统的大肠杆菌转化在毛细管与微流控芯片液滴发生系统成功构建和利用毛细管与微流控芯片单相系统成功实现大肠杆菌转化的基础上,利用毛细管与微流控芯片的液滴双相系统进行大肠杆菌的转化实验。研究结果显示了和单相转化系统相似的规律性,得到了和传统方法相似的转化率和更高的转化频率。