據麥姆斯咨詢報道，日前，東南大學生物科學與醫(yī)學工程學院器官芯片團隊顧忠澤教授、杜鑫副研究員在國際頂級期刊《Nature Chemical Engineering》上發(fā)表了題為“Reconfigurable liquid devices from liquid building blocks”的論文。該論文報道了一種新的液體器件構建方法，實現了液體器件的快速構建和即時重構。

液體器件被廣泛用于人類生產生活、科學研究的方方面面，如醫(yī)學診斷、器官芯片、能源電池等。液體器件的常規(guī)構建方法是采用固體容器將流動的液體限定在特定位置，例如目前被大規(guī)模應用的微流控芯片、細胞培養(yǎng)板等。然而，這種構建方法需要提前設計、制備好所需的固體容器，耗時長且成本高。所制備出來的液體器件難以根據實際使用需求進行實時更改，無法應對實驗優(yōu)化以及突發(fā)情況中對器件靈活性的要求。

為了解決這些問題，顧忠澤和杜鑫團隊受樂高積木玩具啟發(fā)，提出了液體積木策略。將一個個液滴看作是積木，通過液滴與液滴之間的排列組合，快速組裝出不同構型的液體結構，以實現具備可重編輯能力的液體器件的構建。

液體積木概念演示



可重構液體器件

通過將3D打印的柱狀陣列浸潤于硅油中，向柱狀陣列中不斷滴加液滴的方式，可以快速形成不同構型的液體結構。同時，通過對柱狀陣列中的液滴進行截斷、移除、再添加，又可以實時、快速地改變液體結構。

這種液體器件的快速制備與實時重構方法，可大幅度提升液體器件相關領域的生產、研究效率。研究團隊演示了該技術在微流控芯片、微反應器、液體電池、醫(yī)學檢測等領域的應用。目前，團隊正在將液體積木應用于器官芯片的構建，這將會成為器官芯片動態(tài)調控的有效手段。

該工作的第一作者是曾易博士、李森博士、博士研究生崇哲均，論文共同通訊作者是杜鑫副研究員和顧忠澤教授，東南大學為該工作的唯一通訊單位。

該論文得到了科技部重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金、中國博士后科學基金和中國科協青年人才托舉工程等項目的資助。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1038/s44286-023-00023-z





審核編輯：劉清