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疫苗、血液成品、酶制剂等生物成品对温度极其敏锐东流影视限制分级，屡次冻聚首严重破损其活性。然则，现存监测时间无法直不雅表现冻融次数，且依赖复杂建树。3月3日，中国科学院深圳先进时间磋磨院智能医用材料与器械磋磨中心杜学敏磋磨员团队，在结构色液体用于冻融可视化监测方面取得紧迫磋磨进展。关系后果以“Structural color liquids with sol-gel irreversibility for visualized freeze‐thaw monitoring”为题，发表在Advanced Functional Materials。该磋磨发展了一种在冻融轮回下会发生不行逆溶胶-凝胶升沉的结构色液体，基于结构色液体的颜料变化，可精确记载冻融历史，为生物成品的质料归天提供了全新科罚决策。

该冻融监测结构色液体（FT-SCLs）由-丙烯酸（PS）胶体颗粒在聚乙烯醇（PVA）悬浮液中拼装而成（图1）。PS胶体颗粒在液体中变成章程摆设的晶片。通过改变PS胶体颗粒的尺寸（181~225 nm），FT-SCLs的启动颜料可定制为红、绿、蓝等不同颜料，以得志不同场景的需求。天然是液体情景，FT-SCLs还是具有出色的踏实性。在旧例冷链温度（-20 ℃至8 ℃）下，FT-SCLs颜料可保捏踏实数十天，灵验幸免失实报警。

图1 FT-SCLs的构建与表征。（A-B）FT-SCLs的构建。（C-E）FT-SCLs的结构、颜料与光谱表征。（F-G）FT-SCLs的踏实性。

在反复的冻融轮回下，FT-SCLs会发生从溶胶情景到凝胶情景的不行逆相变，进而带来颜料从红到绿的渐渐变化（图2）。在最为常见的冻融条目下（-20 ℃冷冻、8 ℃熔解），FT-SCLs随冻融次数的加多，其颜料渐渐从启动的红色变为橙色、黄色和绿色。变为绿色后，不论是万古期置于冷冻或熔解情景下，其颜料均不会发生回复，意味FT-SCLs可竣事对冻融经由的可靠可视化监测。特地值得珍视的是，FT-SCLs具有生动调控的反应温度和精确适配的反应阈值。通过改变PVA的醇解度（从88%到80%），FT-SCLs的触发温度可低至-30 ℃，适用于超低慈悲储场景。通过添加植酸（PA），可加快凝胶化，进而定制FT-SCLs的反应阈值，使单次冻融便触发权贵的颜料变化，得志疫苗等高敏锐场景需求。

图2 FT-SCLs的冻融监测性能。（A-D）FT-SCLs在不同触发温度下的冻融监测性能。（E-G）PA添加对FT-SCLs反应阈值的调控。

此外，该磋磨揭示了FT-SCLs在冻融轮回中发生不行逆变色的机制（图3）。FT-SCLs竣事对冻融经由可视化监测的中枢旨趣是不行逆的溶胶-凝胶相变。在冻融轮回中，PVA分子渐渐结晶变成物理交联收罗，导致FT-SCLs发生不行逆的溶胶-凝胶相变，压缩PS颗粒的周期性摆设结构，导致反射光波长蓝移（从红最终到绿）。由于这一溶胶-凝胶相变的经由不行逆，FT-SCLs的颜料变化仅随冻融次数渐渐鼓励，即使再行冷冻或室温甩掉也无法回复，确保数据真确可靠、不行改削。

图3 FT-SCLs的冻融监测旨趣。（A-E）FT-SCLs随冻融轮回的结晶度变化及溶胶-凝胶升沉。（F）FT-SCLs随冻融轮回的结构变化。

进一步，该磋磨评估了FT-SCLs在模拟真确场景下的欺诈推崇（图4）。在疫苗质控方面，将含10% PA的FT-SCLs标签贴于疫苗瓶，两次冻融后，标签颜料从红变绿，反射峰偏移36 nm，可直不雅警示疫苗失效风险。在血液保存方面，贴在模拟血袋外包装的FT-SCLs标签，颜料随冻融次数加多，发生由红到黄临了到绿的渐渐变化，伙同比色卡，医护东谈主员可据此快速判断血液成品的可用性。在酶活性跟踪方面，同步监测辣根过氧化物酶（HRP）活性发现，FT-SCLs标签颜料变化与酶活性蚀本（12%~27%）高度关系，有望替代复杂酶活性检测试剂盒。何况，FT-SCLs扣除坐褥纪律成分后，老本低至约0.2元，相较现存商品化标签有着权贵上风。

图4 FT-SCLs的欺诈考证。（A-B）疫苗冻融监测。（C-E）血液成品冻融监测。（F-G）生物酶冻融监测。（H-I）FT-SCLs与现存居品的对比。

这种低老本、高可靠性的可视化冻融监测决策，不仅为生物医药领域冷链物流添砖加瓦，更将推动细胞冻存、食物工业等多个领域的智能化升级。八成在不久的异日，每一支疫苗、每一株抗体王人会自带“颜料警报”，让安全与信任垂手而得。

中国科学院深圳先进时间磋磨院智能医用材料与器械磋磨中心杜学敏磋磨员为该论文的通信作家，赵启龙副磋磨员为第一作家，黄超博士为该论文共同作家。该论文取得国度天然科学基金、国度重心研发探求、中国科学院后生转换促进会、广东省重心、深圳市杰青和深圳市医学磋磨基金等科技技俩补助。

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著述贯串：

https://doi.org/10.1002/adfm.202500381

着手：高分子科学前沿

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