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工业微生物技术是利用微生物为催化剂进行工业品生产加工的技术,被广泛应用于化工、药物、农业等领域。微生物的高效转化是由高产菌株及最佳培养条件共同决定的。常规微生物菌株筛选及培养条件优化通常在摇瓶中进行,整个过程效率低、成本高、时间长、需要大量设备与空间。 应用微流控芯片进行微生物的培养和筛选可有效避免上述问题。本研究在芯片上进行微生物的悬浮培养、条件筛选以及培养液成分检测。 首先,设计高通量悬浮培养芯片实现了大肠杆菌、施氏假单胞菌、运动发酵单胞菌、枯草芽孢杆菌以及酿酒酵母在6小时内的悬浮培养,且微生物在芯片上的生长速率快于摇瓶;其次,通过在微流控芯片上分别增加浓度梯度发生单元和温度区间完成了大肠杆菌和两株野生芽孢杆菌培养过程中pH、营养物以及温度的筛选,分别筛选出最适合的培养条件,且芽孢杆菌1号相对于芽孢杆菌2号体现出了更好的环境适应性,芯片上的条件筛选还体现出了快速、高通量、劳动强度降低和筛选单元微型化的优点;最后,对微生物培养液中葡萄糖含量的电化学检测进行初步研究,通过在微流控芯片上建立一个固相萃取与脉冲安培法联用的检测体系,暂时可以在葡萄糖含量为0.25%~1.5%之间,实现相关系数R2达到0.93的定量检测。