對于模擬動態(tài)人體組織的微米或納米結(jié)構(gòu)機器的需求不斷增長，用于藥物輸送、組織工程和納米力學等應(yīng)用。盡管這一領(lǐng)域的研究之前一直集中在3D打印結(jié)構(gòu)上，但它們受到體積龐大和剛性的限制。然而，水凝膠是一種新興的替代品，由于其作用與人體組織相似，因此在癌癥治療和傷口愈合等許多應(yīng)用中顯示出前景。此外，水凝膠具有良好的生物相容性和可降解性，具有細胞粘附和生長的能力。為了充分利用水凝膠進行這些應(yīng)用，可控的刺激響應(yīng)行為至關(guān)重要。增材制造方法已被證明可以以受控方式產(chǎn)生刺激響應(yīng)行為。此外，增材制造可實現(xiàn)4D構(gòu)造，利用水凝膠等刺激響應(yīng)材料的時間依賴性行為。

江蘇大學、華中科技大學和約翰·霍普金斯大學的研究人員使用雙光子聚合(一種典型的增材制造方法)和飛秒激光來創(chuàng)建分層微結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了可控的表面張力失配。他們證明，具有這種受控刺激響應(yīng)行為的水凝膠能夠通過膨脹和收縮來聚焦亮點，以與植物移動方式類似的方式變形，并通過吸收局部光能來 變形。

熒光成像是研究人員使用的納米結(jié)構(gòu)表征方法之一。熒光圖像用于確定所制造的水凝膠的結(jié)構(gòu)。IsoPlane和KURO還用于對水凝膠的生物相容性進行成像。為了測試這一點，將活性細胞引入水凝膠中，熒光圖像表明活性細胞爬行到準備好的表面上，表明細胞具有理想的粘附性和生物相容性。

使用IsoPlane-320 光譜儀和KURO sCMOS 相機捕獲水凝膠結(jié)構(gòu)的反射熒光圖像。IsoPlane -320非常適合靈敏的顯微光譜和成像光譜測量。該光譜儀先進的光學設(shè)計使得測量信號實現(xiàn)更高的空間定位，同時可靠地測量多個點的光譜，并清晰分離光譜信號。IsoPlane還能夠捕獲具有大量光譜細節(jié)的寬帶和高分辨率光譜。KURO sCMOS相機采用科學的背照式CMOS 傳感器。傳感器的高量子效率能夠以更高的信噪比測量較弱的信號。相機的低讀取噪聲非常適合必須以高測量速率讀取許多光譜圖像的應(yīng)用。

審核編輯 黃宇