导 语

海藻酸钠（Sodium Alginate, SA）是一种从褐藻细胞壁中提取的线性阴离子杂多糖，因其优异的生物相容性、可生物降解性以及温和条件下与Ca²⁺等二价阳离子交联形成凝胶的特性，在微球/微胶囊制备领域受到广泛关注。然而，传统制备方法（如乳化法、挤出法）普遍存在粒径分布宽、结构可控性差、批次重复性低等问题，限制了其实际应用。近年来，微流控技术凭借精确的流体操控能力，为海藻酸钠微球的可控制备提供了新的技术路径，相关研究已从单一的水凝胶微球拓展至磁性复合微球、功能活性物质封装微胶囊、核壳结构微胶囊等多个方向，应用场景涵盖药物递送、功能食品、口服化疗等领域。

本文梳理了2026年发表的5项微流控制备海藻酸盐微球/微胶囊的研究，按"挑战→方法→创新点"的结构逐一呈现，以期为相关领域研究者提供参考。

一、微流控制备藻蓝蛋白-海藻酸钠缓释微胶囊及其抗食物过敏研究

▶ 挑战： 食物过敏的治疗是近年来的热点话题。藻蓝蛋白具有天然抗过敏活性，但作为蛋白质口服后极易被胃酸和肠道蛋白酶降解，导致活性丧失和生物利用度降低，而传统微胶囊制备方法存在尺寸不一致、结构可控性差以及高剪切率和有机溶剂使用导致活性损失等问题。

▶ 方法： 青岛农业大学吕良涛副教授团队利用微流控芯片液滴法，以海藻酸钠为壁材包封藻蓝蛋白，制备缓释微胶囊，并优化了PC浓度（1%–5%）和海藻酸钠浓度（0.5%–2.5%）。研究采用卵清蛋白致敏BALB/c小鼠模型，结合血清和细胞因子检测、肠道菌群16S rRNA测序及非靶向代谢组学分析验证抗过敏效果及机制。

▶ 创新点1： PC浓度为4%时包封效率最高，载药量达25.3%，微胶囊呈皱缩球形，稳定性最佳，在胃液中保护藻蓝蛋白不释放，在肠道中实现快速释放。

▶ 创新点2： 动物实验证实PC微胶囊显著改善食物过敏症状，效果与药物相当；通过调节肠道菌群缓解肠道炎症，两种细胞损伤标志物代谢物（假尿苷和脱氧肌苷）水平显著下降，揭示了其潜在的代谢调控机制。

https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.176887

二、流动聚焦微流控可控制备单分散Fe₃O₄/海藻酸钠磁性微球

▶ 挑战： 磁响应载药微球能够在外加磁场引导下实现精准药物递送，显著提高病灶部位药物浓度，是纳米医学和材料科学领域的重要研究方向。然而，Fe₃O₄纳米颗粒因磁偶极-偶极吸引，在水相或有机溶液中分散时极易团聚，同时超顺磁性氧化铁纳米颗粒的磁响应性能也显著受载体基质和分散状态影响。

▶ 方法： 北京化工大学陈轲老师团队采用流动聚焦微流控方法制备了海藻酸钠/Fe₃O₄复合微球，通过调节两相压力比实现微球尺寸在34–80 µm范围内的精确调控，以CaCl₂提供Ca²⁺与海藻酸钠交联形成微球，并以高水溶性烟酰胺为模型药物进行封装。

▶ 创新点1： 微球单分散性优异，变异系数≤5.44%，兼具超顺磁性和快速磁响应能力。

▶ 创新点2： 对高水溶性烟酰胺的包封效率达94.9%，实现了无初期突释的控释缓释。

▶ 创新点3： 作为生物相容且环境友好的磁性载体，为靶向药物递送和磁热疗等医学应用提供了有前景的平台。

https://doi.org/10.1021/acs.iecr.6c00297

三、可规模化空气辅助微流控系统制备核壳海藻酸盐微珠

▶ 挑战： 传统液滴技术制备的微珠尺寸分布宽、壳层均匀性有限，而微流控技术依赖不相容油相作为连续相，需引入清洗和分相步骤，增加成本和法规合规难度。同时，现有气助系统在放大时面临多射流对准精度要求高、焦点随参数偏移等问题，阻碍了规模化并行实现。

▶ 方法： 该研究设计了三同心通道同轴气助液滴生成系统，内层毛细管输送核相（葵花籽油），中层输送壳相（海藻酸钠溶液），外层输送加压空气作为连续相，利用瑞利-普拉托不稳定性精确控制液滴破碎。通过单喷嘴配置研究空气流量（1–16 L/min）对微珠尺寸和均匀性的影响，并进一步验证四喷嘴并行系统的批量生产能力。

▶ 创新点1： 以空气替代油相，实现清洁、低成本、无油的核壳微胶囊制备，省去后处理清洗步骤。

▶ 创新点2： 通过调节空气流量，液滴中位直径从334.7 µm连续调至64.6 µm，跨度从0.65到2.42可控。

▶ 创新点3： 四喷嘴并行系统保持高均匀性（D₅₀≈122 µm，跨度1.59），喷嘴间无显著差异，封装效率约64%，初步验证了工业放大的可行性。

https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2026.113049

四、液滴微流控制备pH响应型海藻酸盐纳米-微米复合颗粒，用于肝癌口服化疗

▶ 挑战： 肝细胞癌仍然是癌症相关死亡的主要原因之一，索拉非尼是目前的一线口服治疗药物，但其疗效受限于水溶性差、生物利用度低和胃肠道不稳定性。此外，ZIF-8纳米颗粒在酸性胃环境中不稳定，易导致过早降解和封装药物的突释。

▶ 方法： 该研究通过单步油包水液滴微流控工艺，将负载索拉非尼的ZIF-8纳米颗粒（平均粒径约72 nm，包封效率76%）包封入海藻酸盐微颗粒中，形成pH响应型纳米-微米复合颗粒。利用计算流体动力学模拟优化微流控通道内的流动动力学和液滴形成，所得复合颗粒呈球形形态，水合粒径随流速比在76–113 µm范围内变化，SZ NPs在微球内分散均匀。

▶ 创新点1： 据作者所述，此前尚未报道过通过油包水微流控乳液单步制备pH响应型纳米-微米复合颗粒用于索拉非尼口服递送的方法。

▶ 创新点2： 在模拟胃液（pH<5.7）中阻止药物过早释放，在模拟肠道条件（pH 7.4）下实现24小时内的控释持续释放。

▶ 创新点3： 针对HepG2肝癌细胞的细胞毒性实验显示，复合颗粒的抗癌功效显著优于游离索拉非尼。

https://doi.org/10.1021/acsabm.5c01270

五、微流控可控制备水核—海藻酸盐壳微颗粒，用于阿霉素持续包封与释放

▶ 挑战： 核壳颗粒因其能够将载药核与保护性壳层在空间上分离，从而提升包封效率、保护敏感治疗药物并精确控制释放动力学，已成为药物递送领域有前景的平台。然而，海藻酸盐水凝胶微孔的孔径（5–200 nm）超过许多生物大分子尺寸，导致亲水性药物（如阿霉素）保留困难，且阿霉素的临床使用受心肌毒性、骨髓抑制等严重不良反应限制。

▶ 方法： 该研究基于液滴微流控的流动聚焦装置，设计水核—海藻酸盐壳的核壳微颗粒，通过调节各相流速、流动聚焦装置结宽度以及海藻酸盐壳层溶液的组成，成功制备出单分散核壳液滴（直径350 µm，壳层厚度43 µm）。为延长释放时长，在核相中加入羧甲基纤维素颗粒和ε-聚赖氨酸，在水/海藻酸盐界面形成互穿网络和静电复合物。

▶ 创新点1： 结构修饰显著提升了药物包封率，从约67%提高至92%以上。

▶ 创新点2： 在生理条件下释放时长延长至120小时以上，实现超长持续释放。

▶ 创新点3： 所制备的核壳药物载体对癌细胞展现出可预测且持续的细胞毒性效应，为减少副作用的持续化疗递送提供了前景。

https://doi.org/10.1016/j.carpta.2026.101086

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