往期我们借交联方式、细胞负载等向大家介绍了利用液滴微流控制备水凝胶微球的一些研究或操作上的策略。在以前,人们常用喷雾干燥、悬浮聚合、离子交联等传统方法制备微球,这些方法都存在外力不稳定,不同相混合时剪切力不均匀等弊端,得到的微球大小不均匀,形态难以控制,液滴微流控的出现使得人们在制备微球时具备了更多的掌控力。随着该技术的普及,微球的种类也愈加丰富,常见如核壳类、Janus类、多孔类这些都有哪些应用场景,又可以如何制备呢?本期,EFL为大家整理了以上三种微球的研究案例供大家参考,同时欢迎大家联系EFL获取更多资源或交流合作。
这类微球或微胶囊通常由被保护壳包围的固体,液体或气泡组成。由于独特的核-壳结构,他们能够高效地封装和保护球内物质免受周围环境的影响。此外,外壳材料的高度灵活选择性还可以使得生产的微胶囊具有不同特性和功能,例如增强的保留,受控释放和刺激响应性等,这使得它们在药物递送、细胞培养等领域具有广泛的应用价值。
工作简介:该工作在双水相体系下以液滴微流控为基础制备了海藻酸钠液滴,随着向通道下游引入壳聚糖溶液,海藻酸钠液滴表面与壳聚糖发生静电络合作用,从而制备了一种具有液芯的核壳微囊。通过封装来自hiPSC的胰腺内分泌细胞,可在连续过程中自组织生成人胰岛类器官。生成的胰岛类器官包含胰岛特异性α和β样细胞,表现出敏感的葡萄糖刺激的胰岛素分泌功能。https://doi.org/10.1002/advs.201903739在罗马神话中,Janus(双面神)是掌管时间、开始和结局的神,因此他有两个面孔--一个面向过去一个面向未来。基于此,科学家将具有严格双相几何结构或不同的成分与特性的微球叫做Janus微球。因为它们的不对称特性使其在许多方面都优于传统的单相粒子,在催化、环境治理、智能机器人等领域具有广泛的应用前景。工作简介:该工作基于玻璃微流控装置(通过将两个圆柱形毛细管同轴排列在方形毛细管内而组装)产生液滴。分散的水相被驱动通过一个锥形圆形毛细管,而连续的油相以相同的方向流过内部圆形毛细管和外部方形毛细管之间的区域。通过采用共流几何结构,可以在玻璃微流控装置的收集毛细管中产生单分散油包水 (W/O) 液滴。液滴的直径由微流控通道的孔口尺寸、水相和油相的速度以及两相的粘度决定。通过磁场分离液滴的磁性纳米颗粒并在烘箱上干燥液滴后获得了具有各向异性结构的Janus颗粒。https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/NR/c3nr03218c值得一提的是,随着Janus微球近年来的一些发展,人们试图制造具有更多不同结构和组分的各向异性微球。工作简介:作者将微流控芯片和毛细管装置联合组装,芯片的设计赋予了微球可调节的内部结构。通过调节芯片的微观结构和毛细管直径,生产出了包含20个腔室的各向异性微球。此外,通过将磁珠、荧光纳米颗粒和细胞封装在微粒的不同腔室中,可以探索其在不同领域的潜在应用。https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201911252顾名思义,这类微球自身具有一定的多孔结构,并伴随有密度低,比表面积大,渗透性强等特点。由于这些特性,它们在污水处理、细胞培养、药物负载上都很有潜力。就细胞培养而言,多孔结构的存在使得微球具有类似海绵一样的可压缩性能,细胞也极易贴附在其表面生长与增殖,为可注射微凝胶在组织工程等领域的发展带来了诸多机遇。工作简介:该工作搭建了一种简易的的微流控装置,基于同步交联技术,通过GelMA溶液的浓度和流速,利用冷冻干燥的方式获得了直径在50-400 μm,孔径在0-50 μm的可注射均质多孔微球。这种微球可快速吸附小鼠骨髓干细胞 (BMSCs),并在体外保持其活力和成骨潜力,当局部注射到小鼠骨缺损模型中时,载有细胞的多孔微球促进了组织再生。https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.124715以上我们以抛砖引玉的方式向大家介绍了三种不同形式的常见但非常规微球,从这些研究案例可以明显感受到的是液滴微流控正在从一开始小众的研究领域逐步衍变为了具有广泛适用性的技术方法。时至今日,它已成为诸多实验室在制备微球时都会选择的一种通用策略,我们相信这种技术将为从事药物开发、再生医学、环境工程等领域的研究人员带来极大的便捷!