西安交大仿生工程与生物力学中心韩玉龙、胡杰博士以“Direct writing of functional materials at the point of care”为题的论文近日在Nature 出版集团的综合性期刊Scientific Reports上发表。该项工作是韩玉龙、胡杰博士在导师卢天健教授与生命学院徐峰教授共同指导下完成的。西安交通大学是该论文的第一作者单位与第一通讯作者单位。

该研究提出了“生物笔”（Biopen）的概念，可在不同材料的曲面基底上做绘出功能性生物材料的图形，具有出具有纳升（10^-9 L）级别的分辨率与精确度, 不仅能够快速制备用于药物筛选或病理学研究器官芯片，还可用于疾病的即时诊断，为将来的个性化医疗和家庭医疗提供了有力工具。

首先将中性笔芯中的墨水移除，重新填充具有生物活性的功能材料，通过控制书写速度、压力以及笔珠的大小来改变输出功能材料的量，图为生物笔书写的荧光材料图形。在此基础上，作者开发了拥有多只笔芯的核酸快速检测笔，利用纳米金作为传感器，硝酸纤维素膜作为基底，作者实现了快速检测HIV特异性核酸。同时，作者发现了这种生物笔可用于制备书写“活细胞”，并调控细胞微环境，制备了具有生物活性的肿瘤细胞芯片与皮肤疤痕组织，可用于生物学研究与药物筛选。该研究成果得到了国家自然科学基金、973项目以及教育部重大项目的支持。

“书写”出的各种活细胞图案