1. 微液滴的结构
1) 微球和微凝胶
使用T型通道结构、流动聚焦结构和共轴聚焦结构制备的单分散乳状液滴由于表面能最小化，保持球形。在凝固过程中，单个乳滴可以转化为由聚合物链或交联聚合物网络组成的聚合物微球或微凝胶。
这些微粒广泛应用于填充、力学支撑和医学领域。
特别是具有可调尺寸、优良力学性能和功能的单分散微粒，在药物传递和细胞封装等生物医学应用中发挥着重要作用。
例如，通过液滴微流控技术制备的聚合物微球或微凝胶，其药物释放特性、生物分布及给药途径会随着药物粒径和材料组成的变化而有所不同，从而实现灵活的药物输送；
将细胞封装在微凝胶中为细胞提供了生物相容性的三维微环境，不仅能保护细胞免受外界干扰，还能确保细胞所需的水分、氧气和营养供给。
微凝胶内部分子结构的调整会改变其力学性能，从而影响细胞的迁移、增殖与分化。
2) Janus微粒
Janus微粒具有两个或多个独立的隔室，且每个隔室由不同的组分构成，这些隔室之间可以相互协同或拮抗，展现出独特的物理化学性质，常用于药物传递等特殊应用。
作为模板的Janus液滴，通过流动聚焦结构结合Droplet Microfluidics，可以在分散相中通过聚合或离子交联直接合成各种类型的Janus水凝胶颗粒。
利用外加磁场，可使具有超顺磁性和化学各向异性的Janus水凝胶颗粒自组装成二维链状结构。
均匀乳液液滴也可通过相分离的方式合成Janus颗粒。
3) 核壳结构的微胶囊
保护壳包围的气泡常用于物质控制释放及核壳结构的微粒或微胶囊，通常由固体、液体或多功能材料组成，并能通过不同组分的结合发挥协同或拮抗作用。
凭借独特的核-壳结构，这些微胶囊能有效封装并保护药物，免受外界环境的影响。
根据壳层材料的不同选择，微胶囊可以具备多种功能，如控制释放和刺激响应。
通过精确控制尺寸和形态的均匀乳液液滴，可以制备具有可调释放特性的微胶囊，以提高药物释放的稳定性。
单个乳液液滴可以通过相分离和润湿性处理制备成微胶囊，而常用的双T型通道、双十字流动聚焦结构和共轴聚焦结构，则用于制备双乳液滴，并通过凝固壳层形成稳定的微胶囊。
在壳相固化过程中，保持双乳液的稳定性，使得多种材料能够作为核壳材料使用。
通过液滴微流控技术和醇烯光聚合，能够制备具有可调封装、降解及热性能的微胶囊，并可设计连续流动光图案的快速固化液滴微球，用于生产半球形微粒。
通过不断探索，研究者在乳液滴中引入多个隔室（可位于核或壳中），使微胶囊结构更加多样化。
例如，在乳化过程中，利用不同的内流分离合成具有多个内核的微胶囊，这些内核可以被固体外壳隔开，或在紫外线照射下在外壳内部形成单个Janus核。
三乳化液滴通过在核与壳材料选择上的多样性，成为实现不相容药物高包封率的有效方式。
含有超薄中间层的三重乳液液滴，能够高效地将疏水性药物包裹在聚合物微胶囊中。
4) 多孔微粒
通过采用T型通道结构、流动聚焦结构和共轴流动聚焦结构制备单乳液滴，将其作为前驱体液滴引入牺牲模板，经过凝固后去除模板，得到的多孔微粒可作为载体用于物质运输。
利用微流控技术和选择性溶剂萃取方法，可以精确控制形成直径从几十微米到几百微米的内孔聚电解质颗粒，这些颗粒内部呈现聚合物密度梯度结构，从致密的表面皮层到空心核心。
5) 不规则微粒
在使用T型通道结构、流动聚焦结构和共轴流动聚焦结构制备单乳液滴的过程中，可以通过调节反应条件来制备非球形微粒。
不规则形态的微粒具有特殊应用，如新月形的两亲性颗粒。
利用海藻酸钠水溶液，在含Ca2+的油相中沉降，可制得水滴状或尾巴形颗粒。
通过在Janus型乳液液滴中选择性固化一个隔室，并调节反应速度、粘度和Ca2+浓度，可以获得不同形状的微粒。
此外，通过调整界面张力的相对值，也可制备出哑铃形、橡子形或新月形的微粒。
2. 液滴微流控技术在药物研发上的应用
1) drug screening
不同药物成分可用于治疗各种疾病，选择合适的药物成分需要进行筛选。
化学化合物的生物学效应与浓度密切相关，因此确定合适的药物浓度需要通过药效评价进行剂量-反应筛选。
在液滴微流控系统中，可以通过调节相对流速精确控制组分浓度。
有研究提出了一种基于泰勒-阿里斯色散现象的方法，通过这种方法可以在微流道内形成抛物线型流速剖面，化合物的浓度分布从初始的矩形剖面转变为高斯型剖面。
此过程将化合物与缓冲液的流体，以及酶和底物溶液，分割成液滴，并在不同的分析点进行筛选。
2) 药物包封
液滴微流控技术可以用于药物包封，特别是在微粒中封装水溶性药物。
在选择材料时，需要确保与药物相容，尤其是通过W/O或O/W乳液可以有效封装亲水性或疏水性药物。
核壳结构的微粒提供了更好的包封效果，壳层作为屏障能有效抑制药物的扩散。
通过调节壳层的厚度和网格大小，可以精确控制药物的释放周期。
多室结构的微粒能够同时封装多种药物，实现单独的微囊化和协同释放，避免药物之间的交叉影响，从而实现对药物释放的独立控制。
3) 药物控释
药物缓释指的是药物在较长时间内逐步释放，适用于需要较小剂量以提高患者依从性的治疗方案，从而实现长期、安全和有效的给药。
药物缓释的关键在于控制微粒的结构和基体网格尺寸，确保药物按预定时间释放。
药物突释则是通过外部刺激引发的控释过程，通常由响应性材料构成的微粒能在特定刺激下迅速释放药物。
这些响应性材料能对外界变化做出反应，导致微粒结构突然变化或断裂，从而实现药物的快速释放。
温度触发是最常见的突释机制，通过温度变化诱导微粒熔化或体积变化，从而释放药物。
例如，低温固化的微胶囊在环境温度超过壳体材料的熔点时，固体壳体会迅速熔化，导致药物快速释放。
ZH_CN 
EN