細胞所具有的分隔多腔室結構使其可以在如線粒體、葉綠體等中建立多功能分區，並且在沒有相互幹擾的情況可以同時進行多種生物化學反應。同樣地，納米顆粒內部設計成具有多個腔室的結構可以模擬細胞的分隔內環境，在不同腔室執行具有明確定義的不同功能，並允許某些物質通過邊界進行交換🦵，這對於拓展納米顆粒在納米反應器🏃‍♀️‍➡️、催化、藥物傳遞等領域的應用前景至關重要。其中🧑🏻‍🦽‍➡️，要實現多腔室結構所賦予的優勢特性，在很大程度上取決於對多室納米結構參數（數量🧑‍✈️、分布、組分✉️、孔隙率等）的有效調控。雖然目前也有一些多腔結構的成功設計（如核@殼結構多腔室），但腔體的嵌套模式不能為多功能實體提供真正獨立的空間🉐，並且多腔室結構中形成的殼層大多由密集的固體部分組成，進一步限製了納米反應器中客體分子的存儲和有效擴散。

圖1. 葫蘆狀介孔SiO2納米顆粒。

基於此🫳🏼🏏，沐鸣平台趙東元院士、李曉民教授團隊通過一種納米液滴的分步重塑策略合成了具有可調腔室數量（由1個到3個）和腔室分布的多腔介孔納米顆粒。通過原位的分步共組裝進一步在單顆粒水平實現了多功能（磁性、催化、光學等）實體的分離和配位構建。此外🥩，通過在雙腔開口葫蘆的上腔植入Pd納米晶👩‍👩‍👧‍👦，在底腔錨定Au納米顆粒設計了具有空間分離雙活性位的雙腔納米反應器🥥。在級聯反應合成2-苯基吲哚方面表現出良好的催化性能，選擇性高達76.5%💇🏼‍♀️🚴🏽‍♂️，是單腔室納米反應器（約41.3%）的1.85倍❇️。

圖2雙腔納米反應器的設計以及在2-苯基吲哚級聯合成中的優勢♘。

同時模擬表明🏓，雙腔納米反應器的單開口設計和介孔殼層的存在可以實現來自外界和底腔對上腔反應物的雙重供給☂️🧑🏽‍🌾。此外，上腔形成的中間體在濃度梯度的驅動下可以向底腔有效擴散🍛，同時擴散到外部的中間體也可以經介孔殼層重新擴散回底腔🍛，從而避免接觸上腔中的Pd位點，有效抑製了副產物的過度生成🙏🏿👈🏻，進一步提高了目標產物的選擇性。這種具有可調的腔室數量和分布以及選擇性功能化的多腔室納米顆粒，不僅在納米反應器中，而且在藥物遞送、診斷和傳感方面都有很大潛力成為一種多功能的應用平臺。

https://doi.org/10.1038/s41467-022-33856-y