为身长0.5毫米的小虫子“纹身”？西湖大学这项研究与“全民健康”有关

国际顶尖科学周刊Nature，近日评选了一张四月“最佳科学图片”——一张纹身图，只是对象有点特殊：一头身长仅0.5毫米的水熊虫，史上第一次获得了波点“纹身”，并且，它还活着。

这张纹身图则拍摄于位于浙江的西湖大学实验室。

水熊虫被选为Nature四月“最佳科学图片”，并登上网页头条

引得Nature，Science，Discover Magazine，Phys.org等37家海外科学媒体报道，西湖大学副校长仇旻带领的科研团队实现了在活生生的“小虫子”身上“纹身”，这项有趣的实验，是将半导体制造与生物学结合的突破性技术，展现了超高精度的纳米加工技术和极佳的生物相容性，有媒体评价，这或将开启纳米级医疗设备甚至活体微型机器人的新时代。

Science报道西湖大学仇旻团队最新研究成果

神奇的“冰刻技术”

这次“纹身”其实是一场精密的“冰上雕刻”。

科研团队们采用的“冰刻技术”，就是把传统光刻加工用到的“光刻胶”，替换成“冰”。这里的“冰”，既可以是日常所见的水冰，也可以是有机分子低温凝结形成的固体。这种黑科技能让微米级的图案像"纹身"一样牢牢附着在活体生物表面。

通俗地说，类似于把冰当"雕刻刀"，在生物体表面精准刻画出比头发丝千分之一细的微型图案。即使被用力拉扯到三倍长、用高速水流冲洗，或者长时间浸泡，这些图案依然粘得牢牢的，连细节都不会模糊。

这项突破可以解决生物微加工的两大难题：既能不伤害活体组织，又能让精细图案保持稳定。这种将精密加工技术与生命科学结合的新方法，为未来科技发展打开了全新方向。它可以在医疗检测领域大显身手，比如制造能实时监测病菌的"生物传感器"，甚至开发可以精准给药的"活体微型机器人"。

将科幻场景照进现实

身体短胖，分5个部分，有4对短腿，末端有爪或吸盘，号称“地表最强生物”的水熊虫，是研究团队的实验对象。它身材微小，但生存能力极强，能在-273℃到151℃的极端环境中存活，对极端脱水、强辐射、高压及有毒环境也有很强的耐受力。

而本次研究的第一作者，这名电子信息技术专业的博士生杨治蓉很长一段时间里的科研日常，就是在各种山上挖苔藓。寻找水熊虫。它身长不足1毫米，在显微镜下放大100倍，才勉强达到人类指甲盖大小。“冬天还好，夏天挖苔藓时总要被蚊子围攻，花露水腌入味了都不管用。”她笑道。

杨治蓉在山上挖苔藓捉水熊虫

为水熊虫“纹身”是一件精细活。它本身的体长不到1毫米，当进行“纹身”后，杨治蓉需要把水熊虫“麻醉”，让它放松警惕，慢慢舒展身体，把藏在皮肤纹理间的“纹身”呈现出来。接着进行化学固定和干燥，之后用扫描电镜进行观察。事实证明，这种为水熊虫量身定制的“碳质纹身”即使经过拉伸、溶剂浸泡和干燥处理，依然牢固如初。

以此为基础，未来，我们或许能看到：“冰刻”技术在蜜蜂的复眼表面雕出纳米级光栅，研究它们是如何看见紫外线；在珊瑚虫的触手刻上环境传感器，实时监测海洋酸化程度......这些科幻般的场景，将被一块会消失的冰，一点一点刻进现实。

博士生杨治蓉参加浙江大学第三届微纳学术节

据了解，本研究相关论文发表在Nano Letters上，西湖大学博士生杨治蓉为本研究的第一作者。西湖大学光电研究院研究员、院长助理赵鼎和西湖大学国强讲席教授仇旻为本研究的共同通讯作者。该研究工作获国家自然科学基金项目资助。