以色列理工學院（Technion）研究團隊近日在力學生物學領域取得了突破性進展，能夠精確量測生物過程中的機械力。這項技術不僅能提升工業聚合物生產的效率、簡化生產流程並且降低成本。這項研究成果發表於《美國化學會期刊 Journal of the American Chemical Society》。
力學生物學專注於探討機械力如何影響生物系統，然而要在分子層級精準地測量這些機械力，一直是該領域面臨的難題。自然界中的力學生物系統經過長期演化，具備將機械力高效轉化為生物訊號能力，因此啟發了許多工程應用可能性。然而，人工系統要在分子層面達到同樣的精準度依舊面臨巨大挑戰。因此，這項新技術的誕生，為體內藥物傳輸、材料缺陷監控與自我修復材料的發展，提供了全新解決視角。
該技術核心是一種基於機械響應官能基團（mechanophores）的創新材料，這類分子在受到壓力或拉伸引起結構變化時，會釋放出化學或物理訊號。研究人員使用了一種名為螺吡喃（spiropyran）的力敏分子，製作出具備極高靈敏度的分子感測器，能夠檢測到僅 5% 的應變，讓之前難以監測的生物過程變得可量測。
研究團隊使用浸漬結合（Dip-conjugation）技術，將這種高靈敏度材料結合在天然與合成材料上（如羊駝毛纖維與蛋白質、碳水化合物構成的人工材料）。且預估這項技術在工業應用上能顯著提升聚合物生產，並大幅降低製造成本。不僅如此，因其適用於多種生物與人造材料上，能夠將其轉化為高靈敏度感測器，可將其塗佈在飛機零組件上，提供即時故障警示功能，提升安全性。
資料來源：
https://www.technion.ac.il/en/2024/08/breakthrough-in-mechanobiology/
