據麥姆斯咨詢報道，日前，東南大學生物科學與醫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，如醫學診斷、器官芯片、能源電池等。液體器件的常規構建方法是采用固體容器將流動的液體限定在特定位置，例如目前被大規模應用的微流控芯片、細胞培養板等。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，無法應對實驗優化以及突發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，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