新型含氟表面活性剂的合成及微液滴中生物相容性的评估

The emerging droplet technology offers great opportunities for many biomedical applications. Monodispersed droplets provide identical isolated compartments for biological reactions. Droplets can be in extremely small volumes, making single cell analysis and single molecule detection possible. Surfactant is essential for droplet generation and to keep droplets stable after biological reactions. However, the barely satisfactory biocompatibility, tedious synthetic process and high cost of existing surfactants limit the exploration of droplet technique in biomedical studies. In this project, a series of fluorosurfactants with different structures are to be synthesized via one step esterification reaction. The relationship between fluorosurfactant structure and fluorosurfactant biocompatibilities with nucleic acids, proteins and cells in droplets are to be studied via PCR amplification, protein labeling and cell culture experiments. New biocompatible fluorosurfactants with superb droplet generation and stabilization properties will be developed, which will promote the applications of droplet technique in biomedical research.

新兴的微液滴技术为生物医学应用提供了强大的平台。微液滴为独立微反应器，粒径均一，样本用量少，能够进行单分子检测及单细胞分析。表面活性剂对于微液滴的生成和生化反应必不可少，其生物相容性是一个尚未解决的重要问题。已有表面活性剂容易与液滴内的物质发生相互作用，导致生物大分子的吸附甚至失活，从而影响微液滴内生物反应；已报道的表面活性剂合成路线复杂；现有表面活性剂受控于国外公司，价格昂贵。这三方面的不足给微液滴在生物医学应用带来极大不便。本项目计划通过简单的一步酯化反应合成一系列具有不同结构的含氟表面活性剂，基于液滴微流控方法，通过PCR扩增、蛋白标记、细胞培养实验评估其在微液滴中进行生物检测的生物相容性，阐明表面活性剂结构与微液滴生物相容性的关系。本课题将研发全新的具有良好生物相容性的含氟表面活性剂，推动微液滴技术在生物医学领域的应用，具有重要的应用价值。

新兴的微液滴技术为生物医学应用提供了强大的平台。微液滴为独立微反应器，粒径均一，样本用量少，能够进行单分子检测。表面活性剂对于微液滴的生成和生化反应必不可少，其生物相容性是一个尚未解决的重要问题。已有表面活性剂容易与液滴内的物质发生相互作用，导致生物大分子的吸附甚至失活，从而影响微液滴内生物反应；已报道的表面活性剂合成路线复杂；现有表面活性剂受控于国外公司，价格昂贵。这三方面的不足给微液滴在生物医学应用带来极大不便。本项目通过简单的一步酯化反应合成含氟表面活性剂，该表面活性剂基于微流控平台可以生成均一的微液滴。该微液滴具有良好的热稳定性及生物相容性，可以顺利实现PCR扩增。.本项目上述研究成果发表SCI论文3篇（致谢部分已声明本自然基金041320034支持），相关技术获得中国授权专利1项。.本项目研发的全新的具有良好生物相容性的含氟表面活性剂具有重要的应用价值，有助于推动微液滴技术在生物医学领域的应用。