近日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Lab on a Chip 以封面論文形式刊載了中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所微納米課題組在微型機(jī)器人和生物驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的最新研究成果——Programmable micrometer-sized motor array based on live cells。
藻類細(xì)胞是一類在水中自由游動(dòng)的微生物，長(zhǎng)度通常為十微米至幾十微米。從工程學(xué)的角度來(lái)看藻類細(xì)胞如同一個(gè)個(gè)微型機(jī)器人，它具有感知和驅(qū)動(dòng)能力，能夠從周圍液體環(huán)境中獲取能量，并高效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為其鞭毛的機(jī)械能，推動(dòng)細(xì)胞自由游動(dòng)。藻類細(xì)胞在水中都是任意游動(dòng)的，如何實(shí)現(xiàn)其機(jī)器人化運(yùn)動(dòng)及向外界做功是生物學(xué)與機(jī)器人學(xué)交叉領(lǐng)域的難點(diǎn)問(wèn)題。針對(duì)該問(wèn)題，沈陽(yáng)自動(dòng)化所微納米課題組開(kāi)展了藻類細(xì)胞微型機(jī)器人研究，并取得了階段性成果。
此次獲Lab on a Chip封面刊載的論文，論述了微納米課題組在前期控制藻類細(xì)胞沿任意設(shè)定路線游動(dòng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了藻類細(xì)胞的陣列化旋轉(zhuǎn)。結(jié)合光誘導(dǎo)介電泳技術(shù)（ODEP），建立了藻類細(xì)胞在ODEP微環(huán)境中的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)模型和受力模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)藻類細(xì)胞的快速捕獲及陣列化旋轉(zhuǎn)，且通過(guò)改變光強(qiáng)可有效調(diào)節(jié)細(xì)胞旋轉(zhuǎn)速度。構(gòu)建的藻類細(xì)胞旋轉(zhuǎn)陣列有望作為微尺度馬達(dá)陣列，在微流控及生物驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
沈陽(yáng)自動(dòng)化所微納米課題組在微納米機(jī)器人、納米技術(shù)、生物技術(shù)等方面已開(kāi)展了一系列研究，相關(guān)成果發(fā)表在Nature Communications，Small，Soft Matter，Applied Physics Letters 和IEEE 匯刊等國(guó)際期刊。此次論文在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Lab on a Chip 封面發(fā)表，是沈陽(yáng)自動(dòng)化所微納米課題組第十篇以封面發(fā)表的論文，表明沈陽(yáng)自動(dòng)化所在微納技術(shù)和生物技術(shù)領(lǐng)域的研究不斷系統(tǒng)化和深入化，在國(guó)內(nèi)外的影響力穩(wěn)步提升，為未來(lái)取得更好的成果奠定了基礎(chǔ)。
來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
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http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/lc/c7lc00017k#!divAbstract
