水凝胶因其独特的三维聚合物网络结构和吸水性，在生物医学工程、药物递送、组织工程等多个领域展现出广泛的应用潜力。这些材料的性能
主要取决于其交联结构，这不仅增强了水凝胶的机械性能和稳定性，还能精细调节其物理和生物学特性，如控制降解速率、提高生物相容性和降低免疫原性。
然而，现有的水凝胶表征方法通常耗时且繁琐，限制了快速优化和工艺开发。因此，本研究旨在通过结合微流控合成和电喷雾-差分迁移分析（ES-DMA）技术，开发一种新型的实时量化水凝胶交联的方法，以实现对水凝胶合成过程的精确控制和实时监测，从而推动水凝胶在生物医学领域的应用。
国立清华大学De Hao Tsai(蔡德豪)团队
开发了一种结合微流控合成和电喷雾-差分迁移分析（ES-DMA）的新方法，用于控制水凝胶的交联和同时分析。这种方法成功应用于透明质酸（HA）水凝胶的合成，能够精确控制粒子大小分布。
本文要点：
（1）
通过微流控平台精确控制合成参数，包括
pH值、温度、反应时间和HA与交联剂的摩尔比，实现了对水凝胶尺寸和性能的精确调控。
（2）
利用ES-DMA系统，
能够实时监测水凝胶粒子的大小和分布
，
为合成过程的优化提供了即时反馈，提高了合成效率和产品质量。
（3）
采用小角X射线散射（SAXS）技术，对合成的水凝胶内部结构和交联程度进行了深入分析，为理解水凝胶的物理化学特性提供了重要信息。
图1 利用连通性电喷雾差速迁移率分析仪（ES-DMA）实时分析前体质量比（RHA/BDDE）对微流控水凝胶合成的影响
图2 利用小角度x射线散射（SAXS），通过微流控和批量方法合成的水凝胶的结构表征
本文介绍了
一种创新的微流控技术，该技术结合了电喷雾-差分迁移分析（ES-DMA），用于实时量化监测透明质酸（HA）水凝胶的交联过程。通过精确控制微流控环境中的合成参数，如pH值、温度、反应时间和HA与交联剂的摩尔比，研究者能够合成出具有特定尺寸和性能的HA水凝胶。
ES-DMA系统提供了实时的粒子大小和分布分析，使得合成过程可以即时优化。此外，小角X射线散射（SAXS）分析进一步揭示了水凝胶的内部结构和交联程度。这项技术不仅提高了水凝胶合成的控制精度和效率，还为水凝胶在药物递送、组织工程和生物材料等领域的应用提供了新的可能性。
参考资料：
https://doi.org/10.1016/j.jcis.2025.01.035
来源：
EngineeringForLife
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