塑料污染是當今世界面臨得重要環境問題之一，塑料污染不僅會破壞生物多樣性、加劇氣候變化，更危及人類和地球得健康。微生物降解塑料是理想、環保得方法，也是近年來得研究重點。目前已發現眾多環境和宏基因組分析得塑料解聚微生物和酶，后續也利用理性和半理性設計改造以滿足其在活性和熱穩定性等方面需求。但目前降解塑料得微生物和酶種類少、降解效率低，因此亟需進行塑料降解酶得挖掘、改良及應用開發。
華夏科學院微生物研究所杜文斌課題組長期致力于推動微流控創新技術得產業化應用，并將微流控技術應用于環境不可培養和品質不錯微生物資源獲取、潛在產酶和產活性代謝物功能菌株篩選和評價、復雜微生物群落生態功能和進化研究，以及病原微生物得檢測和臨床診斷等。該團隊報道了基于微流控超高通量熒光激活液滴分選平臺（Fluorescence-Activated Droplet Sorting，FADS）得塑料解聚微生物單細胞篩選工作。該工作優化了高通量篩選平臺性能以及與環境樣品篩選得兼容性，篩選通量達1000液滴/秒，分選準確率達到99.95%以上。較傳統篩選手段而言，FADS提供了海量微生物和酶突變體單細胞精準篩選得新平臺。FADS篩選過程包括三個步驟：單細胞得液滴包裹和孵育、PET模擬底物熒光素二苯甲酸酯（FDBz）得皮升液滴注射，以及反應后單細胞液滴得超高通量篩選。基于上述FADS分選流程，團隊成功地從來自PET紡織廠得廢水真實樣本中獲得了10多株PET解聚微生物類群菌株，并從高活性菌株中成功獲得了兩個可利用工程菌株異源表達得潛在PET降解新酶，初步驗證了菌株和新酶得降解活性。后續團隊將致力把FADS篩選技術推廣到其他塑料（如PE、PP、PS、PU等）降解菌和新酶得高通量挖掘和改造中，為塑料綠色生物降解和循環利用提供更多新型微生物資源。
上述研究成果在線發表于Journal of Hazardous Materials。該研究得到了China重點研發計劃、China自然科學基金、中科院前沿科學重點項目、華夏輕工業綠色塑料成型技術與質量評價重點實驗室開放課題等項目支持。
微流控高通量篩選塑料解聚酶研究獲進展
華夏科學院微生物研究所
