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抗生素耐药性的增加和新型疾病的暴发给抗生素治疗带来了前所未有的挑战,迫切需要发现和开发更有效的化合物来对抗致病菌的感染或疾病。微生物次级代谢产物的结构多样性赋予其广泛的生物活性,是药物先导化合物的重要来源。然而,传统的生物学方法,如合成生物学、代谢工程、基因组挖掘、生物质提取等,使得从微生物中开发天然抗生素或活性化合物的时间跨度长、筛选复杂、操作繁琐。近年来,随着基于液滴的微流控芯片技术在生命分析科学中的广泛应用,特别是在细菌单细胞水平的分析与检测方面,微流控技术具有快速且灵敏的优势,为微生物的分析与检测提供了一新的有力工具。本研究建立了一种基于液滴的微流控筛选平台,分别构建了流动聚焦微流控装置和集成微流控装置,结合高效液相色谱-串联质谱（HPLC-MS/MS）技术,成功实现了对化学诱导的突变型菌株进行筛选并分析其代谢产物。与传统筛选方法相比,微流控芯片筛选方法能够在4小时内快速高效地筛选微生物突变体,该方法具有实验条件控制准确、样品消耗量少和简化繁琐操作等优点。本研究为探索和研究快速筛选微生物突变体的新技术和分析方法提供一种新的思路,并为加快天然产物的挖掘提供有力的工具。本研究得到的具体结果如下:1、本研究在庆大霉素、链霉素、卡那霉素、利福平、青霉素、头孢氨苄、红霉素、氧氟沙星的浓度梯度为2μg/m L、4μg/m L、6μg/m L、8μg/m L、10μg/m L、12μg/m L、14μg/m L的条件下,筛选到两株对抗生素敏感的放线菌Str7和Str10,并确定了菌株Str7突变株的筛选条件为庆大霉素10μg/m L和卡那霉素10μg/m L、菌株Str10突变株的筛选条件为链霉素10μg/m L和卡那霉素10μg/m L。在NaCl溶液的浓度梯度为5%、10%、15%、16%、17%、18%、19%、20%的条件下,筛选到四株耐盐细菌Bac1、Bac2、Bac5和Bac6在18%NaCl溶液浓度下敏感,并确定了菌株Bac1、Bac2、Bac5和Bac6突变株的筛选条件为18%NaCl溶液浓度。基于16S r DNA序列对六株菌株进行鉴定,菌株Str7和Str10为链霉菌属（Streptomyces sp.）,菌株Bac1和Bac2为盐水球菌属（Salinicoccus sp.）,菌株Bac5为盐单胞菌属（Halomonas sp.）,菌株Bac6为动性杆菌属（Planomicrobium sp.）。2、本研究采用流动聚焦微流控装置产生油包水型液滴,探究了油相流量（Qo）和水相流量（Qw）的6个不同流量梯度与产生液滴的直径大小的关系,选择Qo/Qw为0.50/0.75产生直径为20μm的大小均一的液滴为实验条件;选择8.0×107 CFU/m L、1.6×108 CFU/m L、4.0×108 CFU/m L三种菌悬液浓度进行液滴包裹条件优化,液滴中包裹菌株的数量分布服从泊松统计,选择的优化浓度为4.0×108 CFU/m L,即当生成液滴的直径为20μm时,不含菌株的液滴比例为5.56%,含1株菌株的液滴比例为16.06%,含2株及以上菌株的液滴比例为78.38%。3、本研究设计并制备了一种集成微流控装置,用于液滴中化学诱导的微生物突变株的筛选。该集成微流控装置由五层组成,从上到下分别为:上控制层、中控制层、培养/分析层、支持层和载玻片。培养/分析层具有包含了144个马蹄形液滴捕获单元的阵列,实现液滴的捕获与分析。上控制层与中控制层配合使用能够形成144个双阀门“开关”,与培养/分析层中的144个液滴捕获单元相匹配,利用这两套微阀系统,实现对目标液滴的选择性释放。本研究利用流动聚焦微流控装置采用优化后的菌悬液浓度4×108 CFU/m L、分散相流量0.75μL/min和油相流量0.50μL/min的实验条件,分别对两株放线菌和四株细菌的化学诱导菌株进行液滴包裹;利用集成微流控装置采用上控制层、中控制层驱动压力分别为19 psi和10 psi时,该装置中液滴的捕获效率可达到75.80%±3.20%;含有突变株的目标液滴通过双控制微阀能够在4小时内被选择性释放。4、本研究结合HPLC-MS/MS技术,将传统平板筛选方法作为微流控芯片筛选方法的对照实验,分别对六株菌的野生型和筛选出的突变型进行次级代谢产物分析。多元统计分析和热图分析的结果表明,微流控芯片方法和传统方法（琼脂平板）筛选出的突变株代谢物离子峰均聚集在一起,并与野生株显著分离,证明了两种方法筛选出的突变株结果一致且与野生株的代谢组成差异显著;对六株菌样本的前20个显著差异特征峰进行人类代谢组数据库（HMDB）注释,结果表明微流控芯片方法筛选的突变株与传统方法筛选的突变株的代谢成分高度相似,证明了微流控芯片筛选方法的可靠性和所得数据的稳定性。该微流控芯片筛选方法能够有效地筛选化学诱导的微生物突变株,与传统的筛选方法相比,该方法具有孵育时间短、操作简便等优点。不仅适用于放线菌突变株的筛选,而且适用于其他细菌突变株的筛选,具有广泛的适用性和可靠性。