导读:

近期,都柏林城市大学研究团队发表综述,全面梳理了微流控技术辅助纳米粒子合成从基础原理到实际应用的多方面进展。文中详细阐述了纳米粒子的性能评估要素、多种合成方法的特点,着重剖析了微流控技术用于纳米粒子合成时被动与主动策略的运作机制、应用实例,同时探讨了该技术面临的挑战及未来发展方向。相关研究成果以“Advances in nanoparticle synthesis assisted by microfluidics”为题目发表于期刊《Lab on a Chip》。

 

本文要点:

1、介绍纳米颗粒的定义、特性及其在医药、电子等领域的应用。

2、分析影响纳米颗粒性能的关键因素,包括尺寸、形状、表面性质等。

3、阐述物理、化学和生物三类纳米颗粒合成方法及其技术特点。

4、探讨微流控技术在纳米颗粒合成中的优势,及被动/主动两类制造策略。

5、讨论微流控技术面临的挑战及智能微流控、工业整合等未来方向。

 

一张图读懂全文

 

 

图1纳米颗粒在当代研究领域的多种创新应用。

 

 

图2纳米颗粒在生物医学应用和工业中不断扩大的作用,正在彻底改变医疗保健行业。

 

 

图3用于先进治疗应用的纳米颗粒驱动药物递送系统示意图。

 

 

图4 a)导致吞噬作用的调理过程示意图,b)亲水性涂层在增强生物相容性方面的重要作用的示意图。

 

 

图5纳米颗粒上不同类型药物负载的示意图:a)预载药,b)共载药和c)后载药。

 

 

图6纳米颗粒合成的物理、化学及生物方法全面概述。

 

 

图7微流体通道中纳米颗粒合成的示意图。

 

 

图8 a)单层和b)双层流体动力聚焦示意图;c)基于同轴管的流体动力聚焦示意图;d)三维流体聚焦示意图,A:颗粒;B:用于垂直流体聚焦的鞘流;C和D:用于水平聚焦的鞘流。

 

 

图9 a)微通道中二次流的示意图;b)借助微涡流合成脂质-聚合物杂化纳米颗粒的三入口微流控系统的横截面示意图。

 

 

图10优化混合效果的不同形状微通道示意图:a)之字形;b)方形;c)蛇形

 

 

图11 a)同轴管,b)流体动力聚焦,c)微流体装置中基于交叉流的液滴生成,以实现纳米颗粒合成。

 

 

图12 a)离心微流体中的虚拟力。离心力(Fc)始终沿径向向外,科里奥利力(FCo)垂直于角速度ω和流体速度,欧拉力(FE)与角加速度成正比;b)离心微流控系统。

 

 

图13不同被动及主动微流体装置中纳米颗粒生成的示意图。

 

论文链接:https://doi.org/10.1039/D5LC00194C