[发明专利]一种基于液桥现象的不规则微凝胶制备方法

权利要求书

1.一种基于液桥现象的不规则微凝胶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将第一表面材料(1)固定在升降机械平台的可升降端，将第二表面材料(2)固定在升降机械平台的固定端；

步骤2：使用微量移液器吸取能够形成液桥的水凝胶前体溶液，滴加至固定在升降机械平台固定端的第二表面材料(2)上，在第二表面材料(2)上形成能够形成液桥的水凝胶前体液滴(3)；

步骤3：调整升降机械平台，使第一表面材料(1)靠近第二表面材料(2)，直至第一表面材料(1)与水凝胶前体液滴(3)相接触，在第一、第二表面材料(1、2)之间形成液桥，然后继续调整升降机械平台，使第一表面材料(1)远离或靠近第二表面材料(2)，直至液桥的形状为所需的不规则微凝胶形状；

步骤4：根据水凝胶前体液滴(3)的种类和性质，采用相应的化学反应或物理手段使液桥中的水凝胶交联固定，得到所需形状的不规则微凝胶。

2.根据权利要求1所述的基于液桥现象的不规则微凝胶制备方法，其特征在于：所述的第一表面材料(1)和第二表面材料(2)的亲/疏水性范围是从超亲水至超疏水。

3.根据权利要求2所述的基于液桥现象的不规则微凝胶制备方法，其特征在于：所述的第一表面材料(1)和第二表面材料(2)的材质包括玻璃、金属、PMMA板、以及经超疏水试剂处理的玻璃。

4.根据权利要求1所述的基于液桥现象的不规则微凝胶制备方法，其特征在于：所述的第一表面材料(1)和第二表面材料(2)均为任意形状，第一表面材料(1)和第二表面材料(2)的相对位置为平行或成0°～45°的夹角，第一表面材料(1)和第二表面材料(2)之间的距离为能够形成液桥的任意距离。

5.根据权利要求1所述的基于液桥现象的不规则微凝胶制备方法，其特征在于：所述的水凝胶前体液滴(3)的体积为0.05μl～2μl。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的基于液桥现象的不规则微凝胶制备方法，其特征在于：所述的水凝胶前体溶液为能够通过升降温、紫外光照射、或化学催化反应交联固化的水凝胶前体溶液。

7.根据权利要求6所述的基于液桥现象的不规则微凝胶制备方法，其特征在于：所述的水凝胶前体溶液包括含有2-羟基-2甲基苯丙酮的PEG溶液，丙烯酰胺、甲叉双丙烯酰胺、过硫酸铵和N,N,N',N'-四甲基二乙胺的混合溶液，明胶溶液，以及含有细胞的PEG溶液。

8.根据权利要求1-5中任意一项所述的基于液桥现象的不规则微凝胶制备方法，其特征在于：在制备不规则微凝胶阵列时，用细胞打印机或排枪在第二表面材料(2)上打印出水凝胶前体液滴(3)阵列，然后调整升降机械平台，第一表面材料(1)靠近第二表面材料(2)并形成液桥，交联固化后，得到不规则微凝胶阵列。

9.根据权利要求1-5中任意一项所述的基于液桥现象的不规则微凝胶制备方法，其特征在于：在制备具有内部梯度的不规则微凝胶时，在第一表面材料(1)和第二表面材料(2)上分别滴加水凝胶前体液滴(3)，且第一表面材料(1)上的水凝胶前体液滴(3)和第二表面材料(2)上的水凝胶前体液滴(3)中含有不同浓度或不同成分的细胞和/或化学物质；然后调整升降机械平台，使第一、第二表面材料(1、2)相互靠近并形成液桥，交联固化后，得到内部具有细胞梯度、化学梯度和/或硬度梯度的不规则微凝胶。

10.根据权利要求1-5中任意一项所述的基于液桥现象的不规则微凝胶制备方法，其特征在于：通过建立数理模型对制备的不规则微凝胶的形状进行模拟，

d2R/dz2[1+(dR/dz)2]32-1R1+(dR/dz)2+ΔPγ-ρgzγ=0]]>

其中z为液桥的界面各点的竖直方向坐标，R(z)为z的轴向坐标，R为R(z)的简写，ΔP为液桥的界面内外压强差，γ为液桥的表面张力系数，ρ为液桥的密度，g为重力常数，通过伽辽金有限元方法求解上述方程以及液桥的界面在两端点处的边界条件，求得的数值解(R(z)，z)即为模拟的不规则微凝胶的形貌。