制成聚合物纳米纤维反应器

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国研究人员已开发出一种仅用大约1000个分子即可进行化学反应的新型化学合成方法，该新系统利用的是聚合物纳米纤维相互交织后所产生的微弱的化学反应，该方法已被证明可用于新型药物和工业原料的快速筛选。
4 e2 t) i% @1 T研究人员称，这种新工艺还可用于对新的蛋白或DNA识别标签进行高通量测试，以改进目前用于测序的蛋白或DNA识别标签；或用于检测罕见的生物分子，如癌症或其他疾病早期阶段的微量蛋白特性。

* {, v/ k6 m% _' b目前，研究人员一般使用微流体系统来进行小规模的化学反应，即在一个芯片上通过由微型管路和泵组成的网络来传递化学物质。而美国博林格林州立大学化学家帕维尔•安祯贝切尔开发的这个新系统则完全不同，反应在悬浮于干燥的聚合物纳米纤维中进行，且只在纤维相遇时才会相互发生反应。

  O9 x3 _  f/ G/ H/ J+ F6 y研究人员使用静电技术研制出了这个纤维反应器。他们将液体聚氨酯装入配有细针的注射器，在针尖处形成一个微小的液滴，然后给针尖施加电压。电荷相斥驱动液滴形成细长的聚合物纤维，每条的直径约在100纳米至300纳米之间。研究人员认为，利用含有少量反应物的聚氨酯溶液所产生的静电，就可编制出一个液态纤维网，这样就创建出了反应器。经向的纤维包含一种反应物，纬向的纤维则包含另一种反应物。当施以微热使这些纤维融合时，结合处的化学物质就混合在一起发生反应。通过荧光成像和质谱等各种方法，这些生成物就可被鉴别出来。

  A+ R% V9 A5 z/ l& x在最近一期《自然—化学》杂志上，研究人员介绍了利用该微型反应器对4种不同反应所做的测试。这些反应只发生在具有zeptomole（10的负21次方摩尔）量级的大约1000个分子间。其中两种反应可用来测试与荧光染料分子相关的方法，这些分子只在经向与纬向相互交织的线上碰到相似的目标分子时才会发光。安祯贝切尔的研究领域之一便是开发可检测特定蛋白片段或DNA碱基的染料，目前他正在开发attoliter（一万亿分之一升）级的反应器纤维，以对这些染料进行高通量筛选。该系统加以改进后就可使用非常小的样本来研究数千个蛋白的相互反应。
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研究人员表示，这种纤维反应器的最大优势在于比其他技术费用低廉，低反应量在测试那些目前尚未知晓的物质之间的新反应时也具有优势。更重要的是，反应和生成物仅限于纤维内，它们不会蒸发和泄露，因而更为安全。（来源：科技日报 冯卫东）     （《自然—化学》（Nature Chemistry），doi:10.1038/nchem.125，Pavel Anzenbacher，Manuel A. Palacios）