據(jù)麥姆斯咨詢報道,日前,東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)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(gòu)建方法,實現(xiàn)了液體器件的快速構(gòu)建和即時重構(gòu)。
液體器件被廣泛用于人類生產(chǎn)生活、科學(xué)研究的方方面面,如醫(yī)學(xué)診斷、器官芯片、能源電池等。液體器件的常規(guī)構(gòu)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(yīng)用的微流控芯片、細胞培養(yǎng)板等。然而,這種構(gòu)建方法需要提前設(shè)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(jù)實際使用需求進行實時更改,無法應(yīng)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(gòu)型的液體結(jié)構(gòu),以實現(xiàn)具備可重編輯能力的液體器件的構(gòu)建。
液體積木概念演示
可重構(gòu)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(gòu)型的液體結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)。
這種液體器件的快速制備與實時重構(gòu)方法,可大幅度提升液體器件相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)、研究效率。研究團隊演示了該技術(shù)在微流控芯片、微反應(yīng)器、液體電池、醫(yī)學(xué)檢測等領(lǐng)域的應(yīng)用。目前,團隊正在將液體積木應(yīng)用于器官芯片的構(gòu)建,這將會成為器官芯片動態(tài)調(diào)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(xué)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(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金、中國博士后科學(xué)基金和中國科協(xié)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
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微流控芯片
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原文標題:基于液體積木的可重構(gòu)液體器件,可用于器官芯片的構(gòu)建
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