研究の背景：

液滴マイクロフロー制御は、近年発展してきた高スループット検出スクリーニング技術として、その低コスト、超高スループットなどの優位性から、酵素による指向進化、抗体開発、多収量菌株スクリーニングなどの分野に広く応用されている。蛍光活性化の液滴選別は現在主流のマイクロフロー制御スクリーニング方法であり、多色蛍光検出は、蛍光ラベルをより柔軟に選択し、より複雑な多パラメータ蛍光システムを構築するために、重要な支持を提供した。

本実験は緑色と赤色蛍光微小球を混合した後、液滴の包み込みを行い、それから液滴に対して二重レーザーの同時励起と検出を行い、微小球の液滴内包み状態のデータを獲得し、それによってDREM cellプラットフォームの多色蛍光検出と選別に対する機能的な適用性を検証し、関連応用のために基礎を築いた。

実験過程：

1、サンプル処理：緑色蛍光微小球（λex=488 nm、λem=520 nm、粒径5 um）と赤色蛍光微小球（λex=620 nm、λem=680 nm、粒径5 um）濃度を5 x 10 ^ 6/mlに調整する、1：1の割合で両者を混ぜる。

2、液滴微小流体制御細胞選別器（DREM cell）を用いて上記サンプルを微小液滴に包み、それぞれ520 nmチャンネル（PMT 3）、670 nmチャンネル（PMT 1）の蛍光信号を採取し、目標液滴クラスターゲートを採取した後、選別を行った。DREM cell機器の使用手順は次のとおりです。

実験結果：

1、それぞれ520 nmチャンネル（PMT 3）、670 nmチャンネル（PMT 1）の信号を収集し、2つのチャンネルのリアルタイム信号図において、緑色蛍光微小球、赤色微小球を含有し、赤色蛍光微小球と緑色蛍光微小球を共包した液滴を識別し、区分することができる、

2、二次元散点図において、それぞれP 1、P 2、P 3液滴集団に対して回転ドア、選別を行い、収集した液滴に対して鏡検査観察を行い、以下の図：P 1集団は赤色蛍光微小球、P 2集団は緑色蛍光微小球、P 3集団は赤色蛍光微小球と緑色蛍光微小球を共に包む液滴を選別し、期待に合致する；

実験結果：

本実験は天木生物が開発した液滴微小流体制御細胞選別器（DREM cell）を用いて、赤色蛍光微小球を含む液滴、緑色蛍光微小球を混合した液滴、及び2種類の微小球を共に包む液滴を識別し区別し、そして2つの蛍光検出チャンネルの信号に基づいてゲートを行い、混合液滴中の3種類の液滴集団を選別することに成功し、システム選別の正確性を表明した。

応用展望：

目標サンプルの多種多様な蛍光信号の同時検出と分析は高スループットスクリーニング研究において重要な役割を果たし、例えば多機能酵素進化研究、蛋白相互作用研究、免疫細胞スクリーニング研究、多種蛍光PCR研究、抗体スクリーニングなど、その中の酵素進化研究の典型例は下図のように：

この研究は2種類の異なる蛍光標識基質を使用することにより、イブプロフェンエステラーゼの立体選択性という複雑な性状の改造を実現し、5回の突然変異とスクリーニングを経て、得られた良質な突然変異体のS-イブプロフェン基質に対する選択性は700倍に向上した（DOI：10.1038／s 41467-018-03492-6）