新疆大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院聯(lián)合華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院共同發(fā)文概括了微流控芯片的產(chǎn)生歷程及其制作材料與方法，總結(jié)了用于植物研究的微流控芯片類型，全面綜述了近年來微流控芯片技術(shù)在植物細(xì)胞、植物的根、植物的根與外界環(huán)境的相互作用、植物花粉管等方面的應(yīng)用，并對其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。其成果發(fā)表在《生命科學(xué)》（Vol. 37, No. 2 Feb., 2025）上。
微流控技術(shù)作為一種新興的技術(shù)手段，在植物研究領(lǐng)域正展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，微流控技術(shù)與其他先進(jìn)技術(shù)的融合進(jìn)一步拓展了其在植物研究中的應(yīng)用范圍，為植物科學(xué)的發(fā)展帶來新的機(jī)遇和突破，有望對農(nóng)業(yè)、生態(tài)等領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。
朱思雨、林龍暉、趙薇薇團(tuán)隊通過對植物細(xì)胞、根、根與周圍環(huán)境相互作用和植物花粉管的研究展現(xiàn)出微流控技術(shù)是植物研究的一種全新的方法，具有微量、高效、自動化等優(yōu)點，在植物細(xì)胞培養(yǎng)、植物基因表達(dá)分析、植物代謝物分析和植物生理過程研究等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
通過在微流控芯片上設(shè)計適合原生質(zhì)體尺寸的微孔陣列和微通道流路，實現(xiàn)了擬南芥原生質(zhì)體的在線純化和單細(xì)胞陣列捕獲。利用電穿孔技術(shù)將能特異性檢測3? 核酸外切酶的核酸探針導(dǎo)入原生質(zhì)體，實現(xiàn)了單個原生質(zhì)體內(nèi) 3? 核酸外切酶的成像。該研究為開展單細(xì)胞內(nèi)多種核酸酶的高通量原位檢測以及相關(guān)調(diào)控過程研究提供了重要的方法學(xué)手段；將微流控芯片與細(xì)胞抗氧化活性測試方法結(jié)合，搭建了一個 CAA 芯片分析平臺，此芯片可以很好地對體外藥物活性進(jìn)行評價。在 PDMS 微流控裝置中培養(yǎng)活樣本有助于研究微小的發(fā)育事件；一種早期分化的陸地植物小立碗藻可以在 PDMS 微流控室中連續(xù)培養(yǎng)，因此可在長時間內(nèi)對其生長發(fā)育歷程進(jìn)行高分辨率成像；設(shè)計了一個全面的、生理學(xué)相關(guān)的、易于使用的、低成本的微流控顯微鏡裝置，用于長期監(jiān)測小立碗藻的生長和發(fā)育。
該團(tuán)隊設(shè)計了一種基于蓋玻片的微流控設(shè)備 (coverslip based microfluidic device,CMD)(下圖)，能夠通過實時監(jiān)測核運動和形狀變化來捕獲擬南芥根毛發(fā)育的高分辨率共聚焦成像。
(a)在裝有?MS培養(yǎng)基的微量移液管尖端中生長的9天大的擬南芥幼苗的俯視圖。移液管尖端插入CMD芯片。(b) CMD設(shè)計3D示意圖，標(biāo)注了主通道和側(cè)通道中的根部和根毛。淺藍(lán)色表示主通道的寬度和橫向通道的長度，而主通道和橫向通道的深度分別用藍(lán)色和紅色表示。
