基于液体积木的可重构液体器件，可用于器官芯片的构建

据麦姆斯咨询报道，日前，东南大学生物科学与医学工程学院器官芯片团队顾忠泽教授、杜鑫副研究员在国际顶级期刊《Nature Chemical Engineering》上发表了题为“Reconfigurable liquid devices from liquid building blocks”的论文。该论文报道了一种新的液体器件构建方法，实现了液体器件的快速构建和即时重构。

液体器件被广泛用于人类生产生活、科学研究的方方面面，如医学诊断、器官芯片、能源电池等。液体器件的常规构建方法是采用固体容器将流动的液体限定在特定位置，例如目前被大规模应用的微流控芯片、细胞培养板等。然而，这种构建方法需要提前设计、制备好所需的固体容器，耗时长且成本高。所制备出来的液体器件难以根据实际使用需求进行实时更改，无法应对实验优化以及突发情况中对器件灵活性的要求。

为了解决这些问题，顾忠泽和杜鑫团队受乐高积木玩具启发，提出了液体积木策略。将一个个液滴看作是积木，通过液滴与液滴之间的排列组合，快速组装出不同构型的液体结构，以实现具备可重编辑能力的液体器件的构建。

液体积木概念演示  



可重构液体器件  

通过将3D打印的柱状阵列浸润于硅油中，向柱状阵列中不断滴加液滴的方式，可以快速形成不同构型的液体结构。同时，通过对柱状阵列中的液滴进行截断、移除、再添加，又可以实时、快速地改变液体结构。

这种液体器件的快速制备与实时重构方法，可大幅度提升液体器件相关领域的生产、研究效率。研究团队演示了该技术在微流控芯片、微反应器、液体电池、医学检测等领域的应用。目前，团队正在将液体积木应用于器官芯片的构建，这将会成为器官芯片动态调控的有效手段。

该工作的第一作者是曾易博士、李森博士、博士研究生崇哲均，论文共同通讯作者是杜鑫副研究员和顾忠泽教授，东南大学为该工作的唯一通讯单位。

该论文得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、中国博士后科学基金和中国科协青年人才托举工程等项目的资助。

论文链接：

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





审核编辑：刘清