近十年，微流控技术在液滴生成、器官芯片、药物筛选等领域快速发展，具有试剂消耗少、反应效率高、重现性好等优势，是制备均匀脂质纳米颗粒和乳液的关键工具。然而，当前主流的微流控芯片材料，如聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、玻璃等存在诸多缺陷：PDMS疏水性强、易吸附疏水物质，PMMA耐溶剂性差且激光切割易产生凸起，玻璃加工需高压、操作难度大，这些问题在一定程度上限制了微流控装置的性能与应用。

近期，有研究人员开发了基于全氟聚醚（PFPE）的新型微流控器件，通过混合亲水性与两亲性单体对PFPE进行改性以提升亲水性，借助激光雕刻制备微通道，成功实现了均匀水包油液滴与脂质纳米颗粒（LNPs）的连续稳定生成。相关研究以“Production of Uniform Droplets and Lipid Nanoparticles Using Perfluoropolyether-Based Microfluidic Devices”为题目，发表在期刊《Micromachines》上。

本文要点：

1、微流体装置的性能受其材料影响显著。针对传统材料在加工、吸附和价格方面的不足，本研究探索了基于全氟聚醚（PFPE）的改性材料。通过向PFPE中掺入聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸等亲水性和两亲性单体，制备出具有疏水-亲水基团重复结构的PFPE基片材，有效提升了其亲水性。

2、通过激光切割技术在PFPE基薄片上雕刻微通道（100µm~300µm），组装成微流控装置，其结构包含丙烯酸板、载玻片、PDMS层和PFPE基层等，可实现连续相和分散相的精准导入与混合。

3、通过接触角、溶胀率和透明度测试筛选出适配材料：PFPE-HEMA适用于脂质纳米颗粒（LNPs）制备，PFPE-AA适用于乳液液滴生成。

4、实验验证，该装置能稳定生产尺寸均一的LNPs（平均粒径约160nm，PDI较低）和水包油乳液液滴（粒径200~220µm，CV值<5%），且具有防非特异性吸附、疏水恢复抑制、激光加工简便、耐溶剂性强等优势，无通道堵塞问题。

5、该研究为克服传统PDMS基微流控芯片局限、拓展其在生物化学合成、药物制备等领域的应用提供了新方案，同时指出需进一步研究PFPE激光加工无热凸起的机制等问题。

图1. （A）微流控装置的制备流程、（B）乳液生成及（C）脂质纳米颗粒（LNPs）制备示意图。

图2. 不同PFPE基材料含量下PFPE基薄片的（A）水接触角、（B）溶胀率及（C）照片（n=5）。

图3. （A）高速相机拍摄的PFPE基薄片通道中LNPs制备过程快照及LNPs制备用薄片设计图；（B）不同PFPE基材料薄片制备的LNPs的Z均粒径与多分散指数（PDI）。

图4. （A, B）不同PFPE基薄片在不同连续相流速下制备的乳液的平均粒径与变异系数（CV值），以及在总流速（TFR）为1.7mL/h、有机相-水相体积比（FRR）为2:15条件下形成的乳液粒径频率分布图。

论文链接：https://doi.org/10.3390/mi16020179

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