载气微载体是指将尺寸大小为几微米到几百微米的气泡包埋和封装在聚合物或脂质体壳层内形成一种带气芯的微结构，其不仅能够防止微气泡的合并，并具有一定的流动性，使其能输送到目标部位；同时，还能够在外界刺激下使微载体破碎释放内核气体。而且，负载气体能充当内源性气体，介导多种生理功能，特别是可以对肿瘤具有治疗作用。
然而，迄今对于尺寸精确可调的载气微载体的可控制备仍存在挑战，限制了其高性能应用。
近日，四川大学褚良银教授
该工作以氮气作为模型气体，采用聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 微流控装置制备了单分散微气泡和载气微液滴模板，再通过油相溶液中的对苯二甲酰氯和水相溶液中的乙二胺发生界面聚合使得载气液滴模板固化形成载气微囊（图1）。
图1 (a,b) 微流控装置示意图(a)和制备单分散载气微囊的界面聚合原理(b)；(c) 微流控装置通道设计及相应的结构尺寸特征；(d) 微通道结构的光学显微照片。 通过调节气相压力、油相流速和水相流速，可以精确地预测和控制微气泡和微液滴的尺寸大小，从而调控载气微囊的尺寸大小。此外，还通过体外超声平台，研究了载气微囊的超声突释性能，探明了超声功率、超声距离和间隙油厚度对载气微囊破碎时间的影响规律。结果显示，超声功率越强、超声距离越近、间隙油厚度越小，载气微囊破碎释放时间越短（图2）。研究结果为载气微囊的合理设计和可控制备提供了重要指导。
图2 超声诱导载气微囊释放。(a)载气微囊的超声破碎释放过程；(b)超声功率对载气微囊超声破碎释放时间的影响；(c)超声距离对载气微囊超声破碎释放时间的影响；(d)间隙油厚度对载气微囊超声破碎释放时间的影响；(e)载气微囊在微通道中超声诱导破碎释放的显微照片。 该成果以“Microfluidic fabrication of monodisperse microcapsules with gas cores ”( 《单分散载气微囊的微流控法可控制备》 )为题，发表在英国皇家化学会期刊 Lab on a Chip 上。 Microfluidic fabrication of monodisperse microcapsules with gas cores
Shi-Hao Yang, Wan-Lu Song, Lin-Ling Fan, Chuan-Fu Deng, Rui Xie, Wei Wang, Zhuang Liu, Da-Wei Pan, Xiao-Jie Ju* and Liang-Yin Chu* （褚 良银 ，四川大学）
Lab Chip , 2024, 24 , 3556-3567 10.1039/D4LC00443D 本文第一作者，四川大学化学工程学院博士，2019 年本科毕业于四川大学，2024 年博士毕业于四川大学，导师为褚良银教授，主要研究方向为微流控技术及新型栓塞微球微囊材料等。 本文通讯作者，四川大学化学工程学院教授，教育部长江学者特聘教授（2009），国家杰出青年科学基金获得者（2008），英国皇家化学会会士（2014），中国化工学会会士。长期从事传质与分离、微化工、膜材料与膜过程、控释系统、功能材料等领域的研究。 Devices and applications at the micro- and nanoscale 2-年影响因子* 6.1 分 5-年影响因子* 6.3 分 JCR 分区* Q1 化学-分析Q1 化学-跨学科 仪器仪表Q1 生物医学研究方法 Q2 纳米科学与技术 CiteScore 分† 11.1 分 中位一审周期‡ 39 天
Lab on a Chip 报道微米和纳米尺度上的微型化研究，力求发表在物理技术（微米或纳米级的制造、流控、系统集成、分析分离技术等）和应用潜力方面都具有高影响力的原创性工作。该刊最为看重的是论文的创新性，所发表的论文通常要在以下两个方面都有所创新：(i) 微型化器件的物理、工程和材料；(ii) 在生物学、化学、环境科学、食品科学、医学、能源等领域中的应用。
Associate editors
Jean-Christophe Baret
Yoon-Kyoung Cho
Amy Herr
Xingyu Jiang (蒋兴宇)
* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024) † CiteScore 2023 by Elsevier ‡ 中位数，仅统计进入同行评审阶段的稿件
