Page 57 - 南京医科大学学报自然科学版

第42卷第7期 赵 婵，刘 昊，陈洁莹，等. 温度/超声双重响应型相变液滴对水凝胶结构性能的调控［J］.
2022年7月 南京医科大学学报（自然科学版），2022，42（7）：948-956 ·953 ·

观察结果。可以看出温控下液滴的相变形成的气 射时间的增长，LPCD 在水凝胶中的相变程度不断
泡，可以使水凝胶内部形成密集的孔洞，如图 5A 中 增大，逐步形成大量百微米量级的气孔。与温度调
白色空泡和图5E中黄色亮点所示，由于水凝胶内部 控相比，超声调控可通过对照射时间和强度的调
网络结构的限制，孔洞形状大部分呈梭形而非球形 节，实现在特定的时间和空间位置，对水凝胶结构
（图 5G），直径在几十微米量级，尺寸大于水凝胶自 的更精准和连续调控。上述表征结果证实了相变
身的空隙结构（图5H）。 液滴可以作为中间媒介，通过响应外部温度或超声
虽然温度能够通过调节LPCD相变调控水凝胶 变化，间接而明显地改变水凝胶的结构。为水凝胶
的内部结构，但超声是更为有效和实用的方法。前 在细胞培养、组织工程和药物递送等方面的应用提
述实验已经证实 LIFU 能够促使 LPCD 在水溶液中 供了新思路。
发生相变，但液滴汽化的声压阈值与周围介质的硬 2.5 温度/超声对LPCD@Hy浮力的调控
度和黏度有关，因此，本文通过荧光显微镜观察，探 理论上，LPCD@Hy 内部结构的变化会对其性
究了不同照射时间下 LPCD 在水凝胶中的相变情 能造成影响。图 7A 直观地表明液滴相变会引起水
况，研究超声调控下液滴相变对水凝胶结构的影 凝胶浮力的显著变化，外部温度或超声能量的介
响 。 图 6 为 LIFU 照 射 0、10、30、50、60 min 时 导，均无法使未与相变液滴复合的水凝胶Hy浮力发
LPCD@Hy 的荧光显微镜图。可以观察到，随着照 生变化，而与相变液滴复合的水凝胶 LPCD@Hy，

2 mm 100 μm 100 μm
A B C D

E 2 mm F 100 μm G 100 μm H

A~D：25 ℃时 LPCD@ Hy的宏观、CT、荧光显微镜、扫描电子显微镜图像；E~H：65 ℃时 LPCD@Hy的宏观、CT、荧光显微镜、扫描电子显微镜图像。
图5 温度对LPCD@Hy结构的调控
Figure 5 Regulation of temperature on the structure of LPCD@Hy

0 min 10 min 30 min 50 min 60 min

明场

200 μm 200 μm 200 μm 200 μm 200 μm

（ Dil）

荧光
200 μm 200 μm 200 μm 200 μm 200 μm

图6 超声对LPCD@Hy结构的调控
Figure 6 Regulation of ultrasound on the structure of LPCD@Hy