细胞存在着多级次的膜系统，使细胞保持相对稳定的内环境，各项生理活动能够时空有序的进行。生物膜本身也具有丰富的多级次结构从而赋予其多样的功能，如物质和能量的可控进出，细胞与外界的信息交换、以及控制细胞生长分裂等。受细胞膜结构的启发，将多种功能性构筑单元集成成为一个多级次的整体并实现各个单元的协同合作，实现高效仿生具有重要意义。目前，将多种生物组分和无机组分集成为多级次微腔室仍面临挑战。
在国家自然科学基金委和科学院的大力支持下，化学所高分子物理与化学实验室乔燕课题组近年来致力于原始细胞模型和类细胞行为的研究，取得了系列研究进展（Sci. Adv. 2021, 7, eabf9000; Adv. Sci. 2021, 2101187; Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 17758）。
图1构建三级次功能仿生微反应器用于连续流动催化系统
最近，乔燕课题组和邱东课题组合作，从调节构筑单元之间的多种相互作用出发，联合提出了通过两亲性树莓状颗粒与脂肪酶在协同形成Pickering乳液的过程中自发形成自组装双层膜的策略，成功制备得到具有高级次结构的微米微囊。在此基础上，利用硅烷偶联剂对胶体微囊的膜进行适度交联，并且内部形成具有吸附性能的二氧化硅微粒，构建了具有三级次结构和功能分区的仿生微反应器。该反应器具有交联的两亲性树莓状颗粒构成的半透性外壳、生物酶构成的催化性内层以及部分硅化的摄取性内腔，所得的微反应器具备高效的物质选择性摄取以及界面催化能力，可以应用于酶促反应以提高反应效率。将功能仿生微反应器填装成反应柱应用于流动催化体系，进一步实现了高效的连续流动催化。该工作为实现功能模块的空间集成与功能整合，构建高级次功能化的仿生微反应器提供了一个可靠的途径。相关研究结果发表于Nature Communications期刊上（Nat. Commun., 2021, 12, 6113）。
图2 微反应器填装的反应柱应用在流动催化体系实现了高效的连续流动催化。
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