液滴微流控技术是微全分析系统(μTAS)的核心支撑,可生成并操控皮升至纳升体积的孤立液滴,在类器官构建、单细胞分析、基因工程等领域应用广泛。氟油因气体渗透性佳且与PDMS、PMMA微流控芯片兼容性好,常作为连续相制备氟油包水(W/OF)微液滴,但需表面活性剂实现乳化与稳定。
相较于Span80等传统表面活性剂,含氟表面活性剂凭借疏水疏油的“氟尾”与亲水“头部”结构,在稳定W/OF或氟油包有机溶剂(Sorg/OF)微液滴方面表现更优。然而,传统含氟表面活性剂合成存在明显缺陷:需多步反应与高温、厌氧等严苛条件,依赖水分敏感试剂,且通过静电作用合成的产物易受含氨基生物标志物干扰,稳定性不足。此外,具备刺激响应、界面作用调控等定制功能的含氟表面活性剂开发尚处空白,严重限制了液滴微流控技术的发展,因此亟需简便高效的功能化含氟表面活性剂合成方案。

近期,华南师范大学水玲玲教授、王达教授团队开发了一种在温和条件下仅需两步即可高效合成功能可调含氟表面活性剂的新方法。利用该方法制备的表面活性剂不仅能显著提升微滴的稳定性和生物相容性,更展现出选择性富集荧光分子与指导纳米粒子自组装成不同超结构的独特功能。相关研究以“A Robust Synthesis of Fluorosurfactants with Tunable Functionalities via a Two‐Step Reaction”为题目,发表在期刊《Advanced Science》上。
本文要点:
1、本研究提出了一种通过两步反应合成功能可调氟表面活性剂的简便稳健策略。与传统方法相比,该策略在温和条件下进行,反应时间短,无需高温、厌氧等苛刻环境。
2、合成的氟表面活性剂能显著增强氟油包水微滴的稳定性,并表现出优异的生物相容性,成功用于酵母培养和HepG2细胞聚集。
3、此外,该氟表面活性剂展现出可调功能:其一,可通过自发乳化形成纳米液滴,选择性转运和富集荧光团;其二,通过调控其与纳米粒子间的相互作用,可引导胶体粒子在蒸发微滴中自组装形成两种截然不同的超结构。
4、该合成方法为快速制备功能性氟表面活性剂提供了新途径,推动了基于液滴的微流控技术在生物与材料科学中的应用。



图1. 含氟表面活性剂的合成与表征
a
图2. 合成含氟表面活性剂稳定微液滴的稳定性与生物相容性

图3. 荧光团的选择性富集

图4. 缓慢干燥的氟油包混合相微液滴中CuₓO纳米颗粒的结构可控自组装
论文链接:https://doi.org/10.1002/advs.202511811
(本文仅供参考学习及传递微流控研究成果,版权归原作者所有,如侵犯权益,请联系删除)
上一篇:电喷雾制备分层亚微米超粒子,实现结构稳定多功能液体弹珠
下一篇:暂无






