Mikrofluidika je rozvíjející se technologie s potenciálem
ovlivnit širokou škálu výzkumných odvětví včetně biologie,
fyziky, biomedicíny a chemie. Standardní mikrofluidní zařízení
sestává z malých mikrokanálků (desítky mikrometrů), které
slouží jako experimentální prostor. Typicky se objemy použitého
materiálu v experimentech pohybují řádově v nanolitrech až
mikrolitrech. Hlavními výhodami mikrofluidiky jsou minimální
vstupy vzorku a reagencií, nízká produkce odpadu, precizní
kontrola experimentálních podmínek, snížení časových a
finančních nároků na experimenty a nároků na nutné vybavení a
rychlý zisk rozsáhlých datových souborů. Přesto však bylo
publikováno pouze několik prací věnovaných využití
mikrofluidiky v metabolickém inženýrství. Nicméně schopnost
rychlého screenování rozsáhlých buněčných kultur a genových
knihoven (např. metagenomických nebo mutantních) poskytuje nové
možnosti pro výzkum v tomto směru. Společně s výpočetními
algoritmy umožňujícími automatizaci výzkumného postupu je možné
velmi efektivní multifaktoriální screenování za účelem
metabolických optimalizací. V této práci bylo vyvinuto
mikrofluidní zařízení pro multifaktoriální optimalizaci
metabolické dráhy. Zařízení bylo použito pro stechiometrickou
optimalizaci degradační dráhy 1,2,3-trichlorpropanu. Toto úsilí
bylo provázeno několika nezbytnými optimalizačními kroky, které
jsou v práci popsány. V druhé části práce bylo úspěšně použito
stejné mikrofluidní zařízení pro in vitro transkripci a
translaci. Výsledky demonstrují možnost využití kapénkové
mikrofluidiky pro optimalizaci multienzymových systémů za
použití cílových genů jakožto vstupního materiálu. Tento
přístup značně zjednodušuje mikrofluidní pracovní postup
vyloučením pracné přípravy proteinů klasickými metodami
předcházející mikrofluidní analýze. Vyvinutá metodologie a
navrhovaný další postup založený na získaných výsledcích bude
využit k navazujícímu výzkumu a aplikacím v oblasti
multienzymových systémů, syntetické biologie a metabolického
inženýrství.