日本东北大学研究生院工学研究科特任研究员Archer Richard James和野村慎一郎副教授等人组成的研究团队开发出了用人造多细胞体制造分子机器人的新方法。通过在生物体内外执行特定动作，这种机器人或可以轻松制造出用于治疗和诊断疾病的分子机器人。相关成果已发表在《Langmuir》上。
实际形成的多细胞体结构（上）及其放大图（下）（供图：东北大学、©Archer Richard James/野村慎一郎）
本次开发的是使用了将磷脂和表面活性剂涂抹于疏水海绵后制成的材料，能够简单地实现自组织化的技术。当让这种海绵吸水后，由于涂抹在海绵上的脂类和表面活性剂产生的亲水性和疏水性之间的平衡作用，会出现自组织现象，让水渗透到海绵内部。而当把海绵浸入油中时，水会从海绵中跑出，通过微米大小的脂质自然形成稳定的液滴。当用移液管将液滴群吸出并滴到水面上时，就会像砖块拼在一起砌墙一样，自发地迅速集合成一个更大的平面结构体。
使用该技术能够很容易地通过直径约200微米的液滴群形成总长度约3厘米的构造。这种形成方法能够使用多种不同类型的液滴，在含有不同溶质的水中使用不同的海绵，使用不同的色素形成不同类型的液滴，这些液滴相互结合，形成不均匀的构造。这样一来，就可以像积木玩具一样，通过添加或组合各种零件来制作各种复杂的形状，以及改进功能。
实验演示中，通过将疏水化的磁性纳米粒子添加到多孔结构的疏水性膜中，发现可以用外部磁场诱导整个构造。此外，可以（在同一块膜上）制作出显示磁性的部分和不显示磁性的部分的结构，在分离功能的同时使其具备指向性。
由于这种材料很容易制造平面结构体，并且可以有效地将液体封入孔状结构，因此研究团队正在探讨将该材料应用于医疗贴片（用于控制和释放外用药物的定制创可贴）。未来研究团队还将通过封装复杂化学物质、传感器、处理器及制动器的分子机器，进一步研发分子机器人。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Langmuir
论文：Scalable Synthesis of Planar Macroscopic Lipid-Based Multi-Compartment Structures
DOI：10.1021/acs.langmuir.2c02859
