将来，使用微流体装置可以更有效地对细菌进行新药的测试，因为通过微通道移动的数百和数千个液滴中的每一个都可以作为单独的培养箱。然而，到目前为止，还没有快速或准确的方法来评估单个微滴中的氧气条件。波兰科学院物理化学研究所克服了这一关键障碍。

　　不是成排的大型工业储罐，也不是装满试管和烧杯的货架。化学和生物学的未来几乎看不见：它是成千上万的微滴，通过微流体装置的细管发出嘶嘶声。该竞赛正在寻找能够在微滴中进行受控化学和生物实验的技术。在华沙的波兰科学院物理化学研究所(IPC PAS)，首次证明了一种远程，快速和准确地评估生活在单个微滴中的微生物消耗氧气的方法。

　　“用于在微滴中培养细菌的装置有机会彻底改变新抗生素的开发工作和研究负责获得细菌耐药性的机制。在一个小的微流体系统中，它可以容纳几百甚至几千个微滴 - 并在每个微滴中进行不同的实验，例如使用不同类型的微生物和每滴中不同浓度的抗生素，“Piotr Garstecki教授(IPC PAS)说，然后解释说：这样的研究是可能的，人们必须为细菌提供甚至几周的发育条件。因此，关于氧气流入液滴的知识和微生物消耗的速度变得极为重要。在我们最新的系统中，我们演示了如何阅读这些关键信息。“

　　未来的生物反应器是水滴，培养基悬浮在载体液体中，与它们不混溶(通常这是油)。在微流体装置的通道中，每个液滴比它的宽度长，并且它几乎完全填充其内腔; 以这种方式匹配的尺寸确保液滴不会在通道中的位置上移动，并且在整个实验期间可以毫无问题地识别它们。同时，每个微滴与通道壁之间必须连续保持一层薄薄的油。如果没有这个，细菌就会与通道的壁直接接触，这样它们就能够沉淀在它们上面并从一滴一滴地移动。不幸的是，当微滴静止时，它会随着时间的推移将油从壁上分离出来，使其受到污染。因此，液滴必须保持恒定运动 - 即使持续数周。

　　生长中的细菌需要培养基，废物需要以适当的速度从环境中去除。因此，关于单个液滴中细菌氧消耗的信息对于微生物反应器的操作是至关重要的。

　　“问题所在的地方很明显。在数百个移动的液滴中，每一个都需要以与细菌分裂频率相对应的频率进行测量，实际上每15分钟至少进行一次。此外测量不会对微滴产生任何干扰，“博士生Michal Horka(IPC PAS)是该分析化学期刊的合着者。

　　来自格拉茨科技大学奥地利分析化学和食品化学研究所的化学家为华沙研究人员提供了帮助。他们为聚合物纳米粒子提供了磷光染料，在激发后发光时间越长，周围溶液中的氧气浓度越高(纳米粒子在IPC PAS上对细菌进行测试，以确定其可能的毒性 - 没有发现) 。

　　通过用细菌，培养基和适量的纳米颗粒制备水溶液开始监测液滴中的氧消耗。将混合物注入由具有相应形状通道的Teflon连接器的管构成的微流体系统中。第一个模块形成的液滴体积大约为1。4微升，其被导向缠绕在线轴上的培养管。在它的长度中间还有另一个模块，带有用于测量氧气和吸光度的探测器。

　　“在循环的一个阶段的孵化部分，液滴在一个方向上流动，在第二个阶段 - 在另一个阶段 - 通过合适的电磁阀电子控制。所有这看起来似乎很简单，但实际上是最大的挑战之一是为了确保检测模块和管道之间的平稳过渡，以便在连接处不会发生细菌污染，“博士生Horka解释道。

　　在通过检测模块的过程中，液滴在光学传感器下流动，光学传感器测量所谓的光密度，这是用于评估细胞数量的标准参数(液滴中的细菌越多，穿过它们的光越少) 。反过来，使用由奥地利组提供的Piccolo2光学检测器测量纳米颗粒的磷光持续时间，评估微滴中的氧浓度。这个探测器看起来像一个大笔驱动器，直接连接到控制计算机上的USB端口。比较两个传感器的信息，

　　“我们对单独漂浮在水中的细菌进行了测试 - 这就是常见的大肠杆菌细菌的表现 - 以及那些倾向于粘在一起的细菌 - 就像结核杆菌或其他细菌一样属于同一家族，包括我们研究的耻垢分枝杆菌。两种微生物的氧消耗率的评估不仅证明是可行的，而且是可靠的，“博士生Artur Ruszczak(IPC PAS)强调。