在單細(xì)胞研究領(lǐng)域，利用微流控系統(tǒng)分離單細(xì)胞，并作為反應(yīng)容器制備單細(xì)胞NGS文庫的方法近年來得到了越來越多的關(guān)注。如今，有代表性方法有液滴式微流控和芯片式微流控。這兩種方法采用的裝置有很大差異，但它們的共性是將細(xì)胞分離到納升級的微小容器中，以此提高單細(xì)胞制備效率，同時(shí)降低反應(yīng)成本。

液滴式微流控

液滴式微流控裝置的工作原理是讓懸浮的單細(xì)胞依其次通過一個(gè)超聲裝置，利用聲波將含有細(xì)胞的水相液體連續(xù)分離為單獨(dú)的微小液滴，并用表面活性劑處理以防液滴融合，最終收集到油相載液中統(tǒng)一反應(yīng)。液滴式微流控裝置具有高通量的特性，此法可以批量制備上百萬的液滴。以此為基礎(chǔ)，并聯(lián)兩個(gè)相同的裝置可以使不同液滴兩兩融合，可在反應(yīng)過程中逐級添加試劑，還可在制備流程中加入光篩，以流式細(xì)胞儀的原理自動剔除不含細(xì)胞的液滴，并富集具有共同表達(dá)特征的細(xì)胞。

由于微滴式流控系統(tǒng)有以上優(yōu)點(diǎn)，已有公司正在嘗試將其用于單細(xì)胞測序文庫的制備。但是，在商業(yè)化的道路上仍有一些困難需要克服。以單細(xì)胞RNA-Seq文庫的制備為例，其反應(yīng)流程包括裂解－逆轉(zhuǎn)錄－擴(kuò)增三步，每步都需要加入新試劑以改變反應(yīng)體系。但用表面活性劑處理過的液滴再融合的效率不高。其次，各個(gè)步驟的反應(yīng)體系互相干擾，而現(xiàn)今還沒有低損純化單細(xì)胞級微量核酸的良策，我們就只能通過大幅稀釋前一反應(yīng)體系來保證下一步的效率。這樣一來，每個(gè)步驟都會使得液滴體積增加，這可能對液滴的制備和形態(tài)維持帶來一定困難。最后，現(xiàn)有設(shè)備很難精確控制液滴體積，樣本間偏差可高達(dá)30－40％，導(dǎo)致反應(yīng)效率不均，可能會最終影響數(shù)據(jù)的解讀。

芯片式微流控

相較液滴式微流控，芯片式微流控的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)成熟，相關(guān)文獻(xiàn)不勝枚舉，也有一批公司正在進(jìn)行商業(yè)化嘗試，比如蘇州汶顥微流控、上海文昌芯片等。集成化微流控芯片在滿足實(shí)驗(yàn)通量需求、降低單位反應(yīng)成本的同時(shí)，還能夠利用細(xì)胞的物理（聲、光、電、體積等）或生物學(xué)性質(zhì)（抗原）實(shí)現(xiàn)分選。此外，使用光刻工藝制造出來的反應(yīng)室可以達(dá)到很高的精度，消除了液滴式微流控系統(tǒng)中反應(yīng)容器體積不均一帶來的弊端。