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~~~复旦团队光控微流体新技术或成医疗检测仪器家庭化福音
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2016年09月08日 星期四 放大 缩小 默认   
“光”似魔杖,在芯片上驭“水”
复旦团队光控微流体新技术或成医疗检测仪器家庭化福音
张炯强
  本报讯 (记者 张炯强)想象一下这样的场景:巨大的荷叶上,几块水珠正在不规则地流淌。这时,一支哈利波特魔杖出现了。只见魔杖指向之处,水顿时规则起来,或形成不同的图案,或构成一条笔直的水线……复旦大学的一支科研团队找到了这支神奇的哈利波特魔杖,驭“水”有术:不过,它不是在荷叶上,而是在一块仅几平方厘米大小的芯片上,包括生物医药领域常用液体在内的各种复杂流体被全光操控。

  北京时间今天上午,复旦大学材料科学系与聚合物分子工程国家重点实验室俞燕蕾教授团队的光控微流体新技术,在《自然》(Nature)杂志发表。

  芯片上的“水”不容易驾驭

  在越来越细小、复杂的芯片上集成生物和化学领域所涉及的元素,通过微流控技术完成不同的生物或化学反应过程,并对其产物进行分析,是近年来日趋热门的芯片实验室主要工作。理想中,芯片实验室能够实现包括医疗检验在内的多种用途,其发展或将带来医疗检测仪器的家庭化、普及化。

  但要实现上述设想,微流控系统的简化势在必行。因为,芯片上的“水”不是那么“听话”。比如,昂贵液体药品的无损转移、微流体器件与生物芯片中的液体驱动等,都是一个个问题。近年来,微流体芯片的尺寸不断缩小,功能单元数量日益增多,相应的外部驱动设备和管路越来越复杂和庞大,微流控系统的进一步简化,成为制约微流体领域发展的瓶颈。

  微管执行器实现全光操控 

  复旦研究团队通过微管光致形变产生的毛细作用力,实现对复杂流体的全光操控,令其蜿蜒而行甚至爬坡。如今已经创造性地研发出一种新型液晶高分子光致形变材料,构筑出具有光响应特性的微管执行器,可通过构筑直形、Y形、S形及螺旋形等各种形状,可用于在光照条件下操控不同类型的液体运动。水溶液、血清蛋白溶液、细胞培养液、乙醇、植物油、汽油……其设计构筑的微管执行器,可以实现对各种极性和非极性液体、复杂流体,甚至是生物样品输运的光控,可谓是一种全新概念的微流控技术。

  俞燕蕾教授表示,作为一项基础性研究,该微管执行器有望在生物医药设备、生化检测分析、微流反应器、芯片实验室等诸多领域“大施拳脚”,芯片实验室的高度集成化追求有希望借助其力量迈出崭新的一步。

     
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