日本東北大學研究生院工學研究科特任研究員Archer Richard James和野村慎一郎副教授等人組成的研究團隊開發出了用人造多細胞體製造分子機器人的新方法。透過在生物活體內外執行特定動作，這種機器人或可以輕鬆製造出用於冶癒和診斷疾病的分子機器人。相關成果已發表在《Langmuir》上。
實際形成的多細胞體結構（上）及其等比增大圖（下）（供圖：東北大學、©Archer Richard James/野村慎一郎）
本次開發的是使用了將磷脂和界面活性劑塗抹於疏水海綿後製成的材料，能夠簡單地實施自組織化的技術。當讓這種海綿吸水後，由於塗抹在海綿上的酯類和界面活性劑產生的親水性和疏水性之間的平衡作用，會出現自組織現象，讓水滲透到海綿内部。而當把海綿浸入油中時，水會從海綿中跑出，透過微米大小的脂質自然形成穩定的液滴。當用吸管將液滴羣吸出並滴到水面上時，就會像磚塊拼在一起砌牆一樣，自發地迅速集合成一個更大的平面結構體。
使用該技術能夠很容易地透過直徑約200微米的液滴羣形成全長度約3釐米的構造。這種形成方法能夠使用多種不同類型的液滴，在含有不同溶質的水中使用不同的海綿，使用不同的色料形成不同類型的液滴，這些液滴相互結合，形成不均勻的構造。這樣一來，就可以像積木玩具一樣，透過添加或組合各種零件來製作各種複雜的形狀，以及改進功能。
實驗示範中，透過將疏水化的磁性奈米粒子添加到多孔結構的疏水性膜中，發現可以用外部磁場誘導整個構造。此外，可以（在同一塊膜上）製作出顯示磁性的部分和不顯示磁性的部分的結構，在分離功能的同時使其具備指向性。
由於這種材料很容易製造平面結構體，並且可以有效地將液體封入孔狀結構，因此研究團隊正在探討將該材料應用於醫療貼片（用於控制和釋放外用藥物的定製OK繃）。未來研究團隊還將透過封裝複雜化學物質、感測器、處理器及制動器的分子機器，進一步研發分子機器人。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Langmuir
論文：Scalable Synthesis of Planar Macroscopic Lipid-Based Multi-Compartment Structures
DOI：10.1021/acs.langmuir.2c02859
