自然界花粉粒具有独特的形态和表面特性，是功能微粒设计的理想模型，仿生花粉状微粒在药物递送、组织工程、生物传感等领域具有重要应用价值。种子聚合、相分离、光聚合等传统制备方法依赖特殊聚合或交联反应，限制了聚合物材料的选择范围，缺乏通用性和简便性。

鉴于此，川北医学院蒙治君副教授团队开发了一种基于微流控与溶剂蒸发的仿生花粉样聚合物微粒可控制备方法。该方法无需使用复杂合成的嵌段共聚物或共轭聚合物，通过调控聚合物类型、浓度、PVA浓度（0.5%~5.0%）、孵育温度（5℃-30℃）及组分数量（1-4种），即可实现对微粒形貌的精准控制，为基于常用聚合物设计功能化仿生微粒提供了灵活、可控的制备策略。相关研究以“Controllable fabrication of bioinspired pollen-like microparticles via solvent evaporation of polyvinyl alcohol (PVA)-stabilized microfluidic polymer microdroplets”为题目，发表于期刊《Journal of Colloid and Interface Science》。

本文要点：

1、本研究以液滴微流控生成通过聚乙烯醇（PVA）稳定的含聚合物氯仿微滴，经溶剂蒸发诱导固化过程，制备出仿生花粉状微粒。

2、利用含PVA的水相连续相，在玻璃毛细管微流控装置中生成单分散的水包油型微滴（油相为溶解有聚合物的氯仿溶液）。PVA通过抑制液滴聚并、为形貌形成提供可重复的界面环境，在孵育/蒸发过程中赋予微滴优异的稳定性。

3、通过系统调控聚合物类型（均聚物或共聚物）、聚合物浓度、PVA浓度（0.5%~5.0%质量体积比）、孵育温度（5℃~30℃）及聚合物组分数（1~4种），无需复杂合成的嵌段共聚物或共轭聚合物，即可实现对微粒形貌的精准调控。

4、结合光学显微成像和扫描电子显微镜（SEM）表征发现：单组分聚合物微滴可形成表面光滑、多孔或凹陷的球形微粒；而多组分聚合物微滴则能形成模拟九重葛、美人蕉和松树花粉的复杂非球形及多室结构。

5、研究阐明了制备参数与微粒形貌的关联机制，为以常用聚合物设计功能化仿生微粒提供了灵活策略，在药物递送、生物传感、生物材料等领域具有广泛应用前景。

6、同时，研究还提出可通过优化溶剂、聚合物分子量、添加表面活性剂或纳米颗粒等方式，进一步拓展该方法制备更复杂花粉状结构微粒的能力。

该研究制备仿生花粉状微粒的核心技术原理在于PVA稳定的微液滴生成与溶剂扩散蒸发诱导固化：以PVA水溶液为连续相、含聚合物的氯仿溶液为分散相，通过微流控装置生成单分散水包油微液滴，PVA吸附于液-液界面提供空间位阻以稳定微滴、防止聚并；后续通过孵育使氯仿缓慢扩散与蒸发，聚合物逐渐固化形成具有仿生形貌的花粉状微粒。

该方法的优势包括：① 无需依赖特殊聚合或交联反应，适用于多种常见聚合物（PLGA、PS、PVAc、PMMA等），通用性强；

② 通过调控PVA浓度（0.5%-5.0%(w/v)）、孵育温度（5℃-30℃）、聚合物类型/浓度/组分数量等参数，可实现微粒形态的精准定制；

③ 微流控技术生成单分散微滴，保证微粒尺寸均一性（CV值低至2.8%）；

④ 制备流程简单，易于通过并行化实现规模化生产。

图1 通过调控聚乙烯醇（PVA）稳定的含聚合物氯仿微滴的溶剂扩散与蒸发过程，采用液滴微流控方法制备仿生花粉状微粒的示意图。

图2 通过温度调控可控制备仿生聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）微粒。PVA 浓度为 5%（质量体积比）。

图3 通过调节孵育温度和 PVA 浓度可控制备仿生聚乙酸乙烯酯（PVAc）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚苯乙烯（PS）微粒。

图4 通过调控微滴内聚合物的组合与浓度、孵育温度及 PVA 浓度，由含双组分聚合物微滴可控制备仿生花粉状微粒。

图5 通过调节氯仿微滴内聚合物的组合与浓度及孵育温度，可控制备三组分聚合物微粒。水溶液中 PVA 浓度为 5%（质量体积比）。

图6 通过调节微滴内聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）浓度，可控制备含聚乙酸乙烯酯（PVAc）、聚苯乙烯（PS）、聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）和 PMMA 的四组分聚合物微粒。水溶液中 PVA 浓度为 5%（质量体积比），PS、PVAc 和 PLGA 的浓度均固定为 0.5%（质量体积比）。(a) 5℃孵育条件下，含 0.1%（a1）、0.3%（a2）和 0.5%（质量体积比）（a3）PMMA 的四组分聚合物微粒的光学显微照片。(b) 所制备四组分聚合物微粒的 SEM 图像。所有比例尺均为 25 μm。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2026.139926

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