港大岑浩璋/哈工大晁攸闯AM：亲和力控制的生物分子在水相界面的分配及其生物分析应用

全水相分离系统在生物分析和生化应用中起着至关重要的作用。与传统的油和有机溶剂系统相比，全水相系统具有更丰富的界面特性，且具有优越的生物相容性。此外，全水相系统的液-液相分离有利于创建具有特定物理化学性质的微液滴隔室，从而大大提高了系统的可控性。此外，全水相隔室具有多种亲和性，其中一个重要特性是选择性分配，即可将不同亲和性的（生物）分子聚集到不同的水相中。这种分配亲和性赋予全水相界面优良的选择渗透性，使得控制和富集目标（生物）分子成为可能。综述文章中针对典型全水相系统（即双水相系统，ATPSs）中亲和分配诱导的界面现象的基本原理和相关应用作了系统性的总结和讨论。ATPSs可以通过多种多组分系统形成，包括聚合物-聚合物系统、聚合物-盐系统、响应性聚合物-水系统、聚合物-离子液体系统和表面活性剂-水系统^[1]。以聚合物-聚合物ATPSs为例，二元曲线代表液-液相分离的临界边界，标志着均匀混合物向不相溶的两相转变，或反之亦然。基于此，我们重点介绍了基于水-水界面应用的最新进展，主要包括平衡和非平衡状态下的应用，例如基于水相界面的化学反应、多相辅助生物打印和界面组装技术以及相分离强化的生物传感和检测方法。最后，综述讨论了全水相分离系统设计面临的主要挑战，并展望了未来的研究方向，例如水-水界面的稳定性、微量样品分析以及ATPSs组份的高通量筛选。

全水相分离系统及其代表性应用 ^{[2] [3] [4]}

通讯作者简介：

岑浩璋：香港大学机械工程系教授，香港先进生物医学仪器中心（ABIC，Advanced Biomedical Instrumentation Centre）中心主任。他在普林斯顿大学获得化学工程学士学位（最高荣誉毕业生，summa cum laude），在哈佛大学获得应用物理学硕士和博士学位。他将于2024年10月担任香港城市大学化学与生物医学工程系讲座教授。近年来获得了中国工程院第十五届光华工程科技奖和香港特别行政区研究资助局2024/25年度高级研究员奖等。研究兴趣包括乳液、生物微流控、生物医学工程和软物质。

晁攸闯：哈尔滨工业大学教授/博导，主要从事界面现象与流动的实验与理论研究，在 PNAS、Phys. Rev. Lett./E/Fluids、Chem. Soc. Rev.、Adv. Mater. 等国际知名期刊上发表学术论文30余篇，研究成果被 Phys.org、Advanced Science News等多个学术平台专题报道，先后主持/参与国家级海外青年人才、国家自然科学基金、德国洪堡基金等科研项目。

第一作者简介：

曹杨：香港先进生物医学仪器中心博士后研究员和香港大学机械工程系的高级研究助理，于2016年和2019年在西安交通大学获得动力工程及工程热物理学士和硕士学位，并于2023年在香港大学获得机械工程博士学位。研究兴趣包括计算流体动力学、微流控、新能源材料，微尺度和纳米尺度流动以及界面现象。

--检测服务--

[2] A. Testa, M. Dindo, A. A. Rebane, B. Nasouri, R. W. Style, R. Golestanian, E. R. Dufresne, P. Laurino, Nature Communications 2021, 12, 6293.

[3] G. Tang, Z. Luo, L. Lian, J. Guo, S. Maharjan, C. E. Garciamendez-Mijares, M. Wang, W. Li, Z. Zhang, D. Wang, M. Xie, H. Ravanbakhsh, C. Zhou, X. Kuang, Y. Hou, X. Yu, Y. S. Zhang, Proc Natl Acad Sci U S A 2023, 120, e2206762120.

[4] Y. Zhang, T. Kojima, G. A. Kim, M. P. McNerney, S. Takayama, M. P. Styczynski, Nat. Commun. 2021, 12, 5724.

论文链接：
https://doi.org/10.1002/adma.202409362