疏水性

微流控芯片实验室细胞培养技术通过提供减少样品和试剂的数量以及加强对细胞微环境的控制而得到了广泛的应用。聚二甲基硅氧烷( PDMS )因其制备工艺廉价易得、无毒、生物相容性好、透气性高、光学透明等优点，是微流控细胞培养装置常用的聚合物。然而PDMS固有的疏水性质使得细胞播种在PDMS表面时具有挑战性。PDMS表面的疏水性还允许对可能影响细胞行为和功能的小分子和生物分子进行非特异性吸收/吸附。PDMS表面的亲水改性对于成功的细胞播种是必不可少的。本综述整理了用于改善PDMS亲水性以利于内皮细胞在PDMS器件中播种的不同技术及其优缺点。

微流控芯片实验室细胞培养技术通过提供减少样品和试剂的数量以及加强对细胞微环境的控制而得到了广泛的应用。聚二甲基硅氧烷( PDMS )因其制备工艺廉价易得、无毒、生物相容性好、透气性高、光学透明等优点，是微流控细胞培养装置常用的聚合物。然而PDMS固有的疏水性质使得细胞播种在PDMS表面时具有挑战性。PDMS表面的疏水性还允许对可能影响细胞行为和功能的小分子和生物分子进行非特异性吸收/吸附。PDMS表面的亲水改性对于成功的细胞播种是必不可少的。本综述整理了用于改善PDMS亲水性以利于内皮细胞在PDMS器件中播种的不同技术及其优缺点。

细胞微环境如底物拓扑结构在生物过程中起着重要作用。本研究采用性价比较高的批量生产技术，成功地在热塑性聚合物和热固性聚合物表面制备了微沟槽。利用自行研制的低成本热压印系统，有效地实现了热塑性聚苯乙烯( PS )培养皿的微图形化。采用硅橡胶作为软反模，实现了深宽2 μ m、间距2 μ m的微槽的高复制保真度。随后将该图形化培养皿作为浇铸体，将微图案复制到热固性聚二甲基硅氧烷( PDMS )上，发现微图案提高了PS和PDMS表面的疏水性。用未经处理和处理的PS培养皿和PDMS初步考察了基底微图案对细胞行为的影响。结果表明，在未经处理的PS培养皿和PDMS基片上培养的细胞，微图案显著提高了细胞的粘附和增殖能力。此外，微图案诱导了沿微沟槽方向明显的细胞排列，用于在所有研究的基底上培养。

受脂肪酶界面催化作用的启发，这里采用化学气相沉积法( CVD )制备了聚二甲基硅氧烷( PDMS )包复的疏水ZIF-L，用于固定化米曲霉( AOL )的脂肪酶用于生物柴油生产。结果表明，PDMS涂层增强了ZIF-8和ZIF-L在PBS中的稳定性。在优化的条件下，AOL在PDMS修饰的ZIF-L上的固定化效率为96 %。固定化脂肪酶( AOL @ PDMS-ZIF-L )的活性回收率( 430 % )高于游离脂肪酶( AOL @ ZIF-L )。同时，与游离脂肪酶相比，AOL @ PDMS - ZIF - L具有更好的储存稳定性和热稳定性。贮藏150天后，游离脂肪酶仅保留其水解p- NPP原始活性的20 %，而AOL @ PDMS-ZIF-L仍保留其原始活性的90 %。游离脂肪酶催化大豆油制备生物柴油的产率只有69 %，但AOL @ PDMS-ZIF-L催化大豆油制备生物柴油的产率达到94 %，即使连续循环5次仍能保持在85 %。相信这种方便、通用性强的策略在MOF上固定化脂肪酶用于生物柴油生产的重要领域有着巨大的前景。

受脂肪酶界面催化作用的启发，这里采用化学气相沉积法( CVD )制备了聚二甲基硅氧烷( PDMS )包复的疏水ZIF-L，用于固定化米曲霉( AOL )的脂肪酶用于生物柴油生产。结果表明，PDMS涂层增强了ZIF - 8和ZIF - L在PBS中的稳定性。在优化的条件下，AOL在PDMS修饰的ZIF-L上的固定化效率为96 %。固定化脂肪酶( AOL @ PDMS-ZIF-L )的活性回收率( 430 % )高于游离脂肪酶( AOL @ ZIF-L )。同时，与游离脂肪酶相比，AOL @ PDMS - ZIF - L具有更好的储存稳定性和热稳定性。经过150 天的储存，游离脂肪酶仅保留其原有水解p- NPP活性的20 %，而AOL @ PDMS-ZIF-L仍保留其原有活性的90 %。游离脂肪酶催化大豆油制备生物柴油的产率只有69 %，但AOL @ PDMS-ZIF-L催化大豆油制备生物柴油的产率达到94 %，即使连续循环5次仍能保持在85 %。相信这种方便、通用性强的策略在MOF上固定化脂肪酶用于生物柴油生产的重要领域有着巨大的前景。

尽管研究者们做出了巨大的努力，但现有的疏水涂层体系仍面临耐久性低、机械鲁棒性弱等挑战。本研究采用混合纳米填料增强和改性聚合物树脂制备了纳米复合涂层。这两种增强体的结合明显提高了整齐环氧的整体性能，具有化学和机械稳定的疏水性能。与整齐的环氧涂层相比，所研制的涂层表现为耐暴露于腐蚀环境和物理擦伤，没有降低涂层的耐腐蚀性或疏水性。石墨纳米片/纳米二氧化硅杂化纳米填料的加入显著提高了阻隔性能、耐磨性和拉伸性能等防腐和力学性能。同时，引入聚二甲基硅氧烷对环氧树脂进行改性，提高了环氧树脂的疏水性，接触角由50°提高到110°，结果表明，这些增强体的整合提高了涂层的整体性能，涂层具有优异的防腐性能、耐磨性、机械强度、补水性能和损伤容限。此外，简单的制备方法和简单的应用过程显示了其大规模商业化的潜力。