近期,四川大学褚良银教授、华南师范大学水玲玲教授和河北大学胡连栋团队在“微流控”领域取得了重要突破,接连在《Science Advances》、《Advanced Materials》和《Chemical Engineering Journal》上发表了3篇高影响力论文。这些成果不仅拓展了微流控技术的应用边界,也为相关领域的科研人员提供了新的研究思路与技术参考。以下为论文的主要内容,供大家快速了解。

 

1、《Science Advances》:强鲁棒性的微液滴生成新机制

 

 

➣研究背景:现有微流控技术主要依靠微通道内两液相剪切导致的Rayleigh-Plateau不稳定机制来形成液滴,其高度依赖于液相物性和流动状态,导致液滴品质易受液相物性、流速等影响,过程鲁棒性低,限制了其规模化工业应用。

➣技术亮点:四川大学褚良银教授、汪伟教授团队等人,提出一种强鲁棒性的微液滴生成新机制——“浸润诱导界面不稳定性机制”。

➣要点1:当空气中悬垂的微滴与不混溶的润湿体相接触时,会引起悬垂微滴的界面不稳定,然后迅速分解进入体相。这简化了单分散微液滴的生成,使用位于气液界面上方的喷嘴,不需要复杂的微通道。

➣要点2:该方法具有高度可扩展性,并且对流体物理性质和流动条件的变化具有出色的鲁棒性,包括粘度高达56600 mPa·s的非牛顿型流体。

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads1065

 

2、《Advanced Science》:两步法可调控含氟表面活性剂,适配液滴微流控体系

 

➣研究背景:传统氟表面活性剂合成步骤繁琐,需要高温、无水严苛反应条件,难以按需修饰官能团,且商用产品易造成液滴内荧光分子泄漏,限制微流控生物培养、微组装应用。

➣技术亮点:华南师范大学水玲玲教授、王达教授团队开发温和两步合成路线,制备功能可精准调控的含氟表面活性剂。

➣要点1:通过混合酸酐 + 酰胺化两步反应,常温常压即可合成二嵌段、三嵌段氟表面活性剂,合成周期短、可放大量产,无需敏感危险试剂。

➣要点2:该类表面活性剂稳定的 W/O 微滴耐高低温循环,可长期包裹荧光染料无跨液滴扩散,细胞相容性优异,可用于酵母、肝细胞三维微球培养。

➣要点3:依靠表面活性剂界面相互作用差异,可精准调控金属氧化物纳米颗粒自组装,制备胶囊状、实心两种不同层级胶体超结构。

https://doi.org/10.1002/advs.202511811

 

3、《Chemical Engineering Journal》:微流控制备关节腔长效缓释曲安奈德微球,用于骨关节炎治疗

 

➣研究背景:传统关节注射药水药物清除快,需频繁给药;喷雾干燥等工艺制备缓释微球粒径分布宽、载药量低,难以实现关节与血浆药物浓度同步预测。

➣技术亮点:河北大学胡连栋教授团队搭建 T 型微流控装置,制备不同 PLGA 基质的曲安奈德(TrA)单分散缓释微球。

➣要点 1:微流控精准剪切得到粒径高度均一 PLGA 微球,可通过调控聚合物分子量实现数周至数月差异化体内缓释周期,包封率高。

➣要点 2:动物实验证实关节液与血浆药物浓度高度同步相关,仅检测血浆浓度即可预判关节内部释药行为,简化体内药效评价手段。

➣要点 3:TrA-MS-755S 微球可长期保护关节软骨、抑制滑膜炎症,显著降低骨关节炎软骨退变,生物相容性良好,具备临床注射转化潜力。

https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.176812