琼脂平板中的离浆现象与延迟脱离

由交联聚合物（如蛋白质或多糖）制成的生物凝胶表现为多孔软固体并储存大量溶剂。这些凝胶会经历称为离浆 (syneresis) 的自发老化过程，包括凝胶基质的收缩和溶剂的逐渐排出。结果，最初浇筑在容器中的生物凝胶往往会与容器侧壁失去接触，且脱离时间事先难以预测，因为它可能发生在不同的时间跨度内（从几小时到几天）。在此，我们报告了琼脂平板（即填充了主要由琼脂组成的凝胶的培养皿）中的离浆现象。直接观察和散斑图样相关分析使我们能够合理化凝胶从培养皿侧壁的延迟脱离。令人惊讶的是，脱离时间 $t^*$ 并非像直觉预期的那样由质量损失控制。相反，$t^*$ 与沿平板侧壁测量的凝胶最小厚度 $e_{min}$ strongly 相关，并且作为 $e_{min}$ 的稳健函数增加，而与先前的质量损失历史无关。时间分辨相关光谱法非典型地应用于此类弱扩散介质，使我们能够获得凝胶的局部变薄速率。该技术还允许我们检测由脱离前的水蒸发触发的凝胶微位移，甚至能提前几小时预测脱离。我们的工作提供了预测培养皿中琼脂凝胶脱离时间的可观测量，并突出了散斑图样相关分析在定量研究生物聚合物凝胶离浆动力学中的相关性。