在化学和生物领域，特定的浓度梯度微环境可以被应用于晶体生长、药物筛选、免疫分析、仿生器官培养等方面。诸多研究工作报道了各类浓度梯度的生成方案，但是都无法实现超长线性浓度梯度。
上海理工大学未来光学国际实验室庄松林院士、张大伟教授带领的超精密光学制造团队与加拿大曼尼托巴大学Francis Lin教授、复旦大学付永锋副教授、中国科学院深圳先进技术研究院巫建东副研究员、长海医院郭世伟教授合作，创新地提出了“超长线性浓度梯度生成的微流控技术”。论文作为封面论文在国际一流期刊《Lab on a chip》发表。12月5日，RSC英国皇家化学会重点推介了这项成果。上海理工大学戴博教授、硕士研究生龙严同学和中国科学院深圳先进技术研究院巫建东副研究员为第一作者，张大伟教授、加拿大曼尼托巴大学Francis Lin教授和复旦大学付永锋副教授为通讯作者。
图：连续流/液滴浓度梯度生成技术原理示意图及实验图
论文提出的技术能够生成超长浓度梯度的连续流，或者具有微小浓度差异的液滴串。所产生的浓度梯度在10%-90%浓度变化范围内呈线性。浓度梯度的长度可以通过结构（增加混合腔体积或个数）进一步增长。该技术可以通过控制芯片内的液路阀，循环生成周期性浓度梯度的连续流和液滴串。研究人员还将浓度梯度生成应用于药物筛选实验，将小鼠乳腺癌细胞（4T1细胞）置入不同浓度的紫杉醇药物中，经培养后的4T1细胞浓度与紫杉醇浓度呈负相关，证明了紫杉醇对癌细胞的抑制作用。论文所提出的浓度梯度生成技术可以被广泛应用于药物筛选、细胞趋化及迁移等工程及研究领域。
论文链接：
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2021/lc/d1lc00749a