脂质浓度与微泡收缩的受控回火作为微调微泡尺寸与壳层性质的可能机制
应用物理
2023-07-27 v1 软凝聚态物质
流体动力学
摘要
微泡（MBs）的声学响应取决于其共振频率，而共振频率依赖于 MB 尺寸与壳层性质。因此，具有可调壳层性质的单分散 MBs 对于在声学应用中优化和控制 MB 行为是十分理想的。通过利用一种新颖的微流控方法，以脂质浓度控制 MB 收缩，我们在水相中三种脂质浓度（5.6、10.0 和 16.0 mg/mL）下生成了四种不同初始直径的单分散 MBs。收缩后，我们测量 MB 共振频率并确定其壳层刚度与黏度。该研究表明，我们可以通过控制 MB 初始直径和水相脂质浓度来生成具有特定尺寸和可调壳层性质的单分散 MBs。我们的结果表明，在气泡直径保持恒定的情况下，共振频率随脂质浓度增加（从 5.6 到 16.0 mg/mL）而提高 180–210%。结果显示，对于最终直径约 11 μm 的 MBs，共振频率随脂质浓度从 5.6 增至 16.0 mg/mL 而提高约 195%。此外，我们发现当使用 5.6 mg/mL 的脂质浓度时，共振频率随 MB 最终直径从 5 增至 12 μm 而降低约 275%。我们还确定 MB 壳层黏度和刚度随脂质浓度和 MB 最终直径的增加而增大，且变化程度取决于 MB 所经历的收缩程度。具体而言，我们发现通过将脂质浓度从 5.6 提高到 16.0 mg/mL，最终直径约 11 μm 的 MBs 的壳层刚度和黏度分别提高约 400% 和约 200%。本研究证明了通过定制 MB 初始直径和脂质浓度来微调 MB 对超声的声学响应的可行性。
引用
@article{arxiv.2307.13836,
title = {Controlled tempering of lipid concentration and microbubble shrinkage as a possible mechanism for fine-tuning microbubble size and shell properties},
author = {Intesar O. Zalloum and Amin Jafari Sojahrood and Ali A. Paknahad and Michael C. Kolios and Scott S. H. Tsai and Raffi Karshafian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.13836},
year = {2023}
}