一场将彻底改变化学和生物化学合成的革命性范式转变即将到来。科学界预计利用微小分子作为构建物体的基础元素，类似于我们使用机械元件组装物体。然而，挑战在于分子非常小，约为一个软球的千万分之一大小，并且它们在液体中随机移动，使得很难控制和操纵它们成为单一形式。为了克服这个障碍，“纳米流体器件”引起了人们的关注，它们可以通过极窄的通道输送分子，其尺寸与吸管的百万分之一相似，作为直接控制溶液中单个分子的手段。
鉴于此，近期由大阪市立大学工学研究科副教授徐岩领导的联合研究团队在在《Journal of the American Chemical Society》发表了题为“Flexible Glass-Based Hybrid Nanofluidic Device toEnable the Active Regulation of Single-Molecule Flows”的研究成果。该研究成功地通过施加外部压力打开和关闭纳米流体器件中的纳米阀门，调节溶液中单个分子的流动。研究团队制造了一种纳米流体器件，顶部有一张薄而柔韧的玻璃片，底部有一块硬玻璃板，上面有形成纳米通道和纳米阀座小结构。通过施加外部压力来打开和关闭阀门，他们成功地直接操作和控制了溶液中单个分子的流动。这一成果在发表的一篇新论文中有所描述。
单分子阀工作原理示意图 他们还发现，当将单个荧光分子困在阀门内的纳米空间时，单个分子的荧光变得更亮。这是因为小的空间使得单个分子更难以随机移动。徐教授表示：“荧光信号放大的这种效应可以帮助检测非常少量的病原体，用于早期诊断癌症和帕金森病等疾病，而无需昂贵的设备。” 这项研究结果可能是自由组装材料的重要一步，有可能在各个领域发挥作用，例如开发针对罕见疾病的个性化药物以及制造更好的显示器和电池。它的应用是无限的，通过提出和推广“单分子调控化学 (SMRC)”的概念来应对各种挑战。在该概念中，分子被视为构建单元，溶液中涉及化学和生化反应的所有过程都在单分子上进行基础。单分子阀标志着朝着目标迈出的第一步，有朝一日可能会彻底改变化学、生物学和材料科学，并改变各个行业。 |
