剑桥大学《AM》:把微凝胶加热一下，成功构建明胶全水液-液相分离系统

　　相变已经成为理解细胞中生物物质空间组织的一般指导原则，并有可能帮助开发用于生物医学研究的软材料。迄今为止，溶胶-凝胶转变已被研究并用于制造组织工程中的材料，如软水凝胶，并且对于理解蛋白质聚集性疾病的发生和发展也有很高的相关性。**近，人们对开发由液-液相分离(LLPS)形成的材料越来越感兴趣，这是一系列与生物功能和故障相关的生物过程的**。液-液相分离系统的可逆凝胶化可以为新型软材料的产生带来功能优势。生物分子凝聚物的这种凝胶化过程已经被***研究，因为它们与疾病有关。然而，相反的过程，凝胶-溶胶转变，却很少被探索。

　　在这里，剑桥大学Tuomas P. J. Knowles等探索了微凝胶形式的细胞外蛋白质的热响应凝胶-溶胶转变，形成具有高均匀性的全水液-液相分离系统。在凝胶-溶胶转变过程中，由于界面张力伸长的明胶微凝胶转化为球形几何形状。进一步探讨了相分离系统在药物释放情况下小颗粒的扩散。这种全水系统开辟了一条通向尺寸可调、单分散合成生物分子凝聚体和可控液-液界面的道路，为生物工程和生物医学应用提供了可能。相关工作以“Liquid–Liquid Phase-Separated Systems from Reversible Gel–Sol Transition of Protein Microgels”于近期发表在《Advanced Materials》上。

　　文章重点：

　　1. 文中形成单分散液-液相分离系统的策略始于通过乳液模板策略合成单分散微凝胶。通过一个带有温度控制的微流体平台来保持明胶溶液的液态，使用具有流动聚焦结的微流体装置来产生微杆凝胶，明胶微液滴在流动聚焦连接处生成，然后在细出口管中拉长并物理交联，产生的些单分散微棒破乳后分散到水中。

　　微流控法产生Gelatin微棒

　　2. 在室温下将微棒与聚乙二醇混合，加热该混合物到37℃下，明胶微棒变成分散在连续相聚乙二醇溶液中的液体微滴，表明转化为LLPS体系。作为对照，明胶微棒溶解在37℃的水中，形成充分混合的溶液在室温下，物理交联的微棒在聚乙二醇溶液中保持伸长状态，纵横比约为3.2，表明Gelatin相的凝胶状态。相比之下，高温下的液体微滴呈现球形形态，证实了凝胶-溶胶转变导致聚乙二醇-明胶液体-液体界面张力的事实。凝胶-溶胶转变和微棒的溶解都是由加热引起的。

　　LLPS体系产生

　　3. 进一步探讨了相分离系统小颗粒扩散的初步情况，文中描述了两种微凝胶，一种含有荧光纳米球，另一种没有这种球。在两个液滴融合时，**初形成了液体Janus结构。当加热时，相邻的富含微滴融合，液滴的边界开始时很尖锐，但**终变得模糊，这表明纳米球在液滴之间扩散。

　　LLPS和纳米/微球扩散