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  纖維素納米晶體在剪切力的作用下，形成高度有序的排列，在正交偏振片下呈現(xiàn)均勻的干涉色。這種干涉色源于各向異性材料在垂直和平行于取向方向產(chǎn)生兩束偏振光的相位差。該相位差與材料厚度、折射率差（雙折射率）和入射光波長相關(guān)。因此，當(dāng)材料厚度和雙折射率發(fā)生變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相位差的變化，進(jìn)而改變干涉色。

  近期，武漢大學(xué)常春雨教授課題組與湖北大學(xué)張冬卉教授課題組合作將剪切取向的海鞘纖維素納米晶體（TCNC）固定在水凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，利用心肌細(xì)胞收縮/舒張引起水凝膠干涉色變化的特性，將其用于心肌細(xì)胞的可視化監(jiān)控。該工作以“Micropatterned Hydrogels with Highly Ordered Cellulose Nanocrystals for Visually Monitoring Cardiomyocytes”為題發(fā)表在《Small》上。

圖1. TCNC基水凝膠表面微圖案制備示意圖

圖2.TCNC光學(xué)水凝膠對(duì)心肌細(xì)胞實(shí)時(shí)檢測(cè)。

圖3. 多腔室藥物篩選裝置。

  本工作提出一種簡單且有效的策略制備功能性水凝膠，其表面具有微圖案化、內(nèi)部包含有序的納米纖維素。心肌細(xì)胞的自主搏動(dòng)可以驅(qū)動(dòng)水凝膠懸臂同步變形，引起水凝膠干涉色周期性變化，從而實(shí)現(xiàn)心肌細(xì)胞收縮力的可視化。為更高效的對(duì)心肌細(xì)胞進(jìn)行評(píng)估，將上述水凝膠微型化后集成到高通量設(shè)備內(nèi)，形成一個(gè)多腔室大規(guī)模的系統(tǒng)，能在同一視野下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多組心肌的收縮力的變化，提高檢測(cè)效率。本工作不僅為體外心肌細(xì)胞研究提供了新思路，也為單個(gè)心肌細(xì)胞檢測(cè)和體外心臟組織工程可視化檢測(cè)提供了可能。

  全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202202235