溶菌酶水溶液液滴干燥中的温度依赖图样形成

干燥胶体液滴在从医学诊断到工业涂层中具有广泛应用。本文利用明场光学显微镜探究了基底温度（范围 $25$ 至 $55 ^{\circ}$C）与溶菌酶水溶液不同初始浓度（$\phi$）为 $1$ 至 $20$ wt% 对其干燥及最终干膜状态的影响。将 $\phi$ 划分为三个区间：超浓区（$20$ $<$ $\phi$ $\leq$ $17$ wt%）、浓区（$17$ $<$ $\phi$ $\leq$ $9$ wt%）和稀区（$9$ $<$ $\phi$ $\leq$ $1$ wt%）。在这些区间内增大 $\phi$ 发现，在后续非线性区域中该移动随液锋携带并沉积蛋白质分子而减慢，直至溶液中供给耗尽。在超浓区，液锋在整个干燥过程中线性移动。液锋将蛋白质沉积于表面形成“咖啡环”，且随 $\phi$ 增大而增强。在中央丘状结构中观察到凹陷，其随 $\phi$ 增大而长大。温度升高时干燥速率加快，减少了对流流动及物质在液锋处沉积的时间。有趣的是，在 (T, $\phi$) = ($55 ^{\circ}$C, $20$ wt%) 时，液滴形成最厚膜且环形成受抑制。凹陷在超浓区消失，而在升温的稀区和浓区部分样品中变为扩张斑点。初始浓度与基底温度共同导致液滴表面张力与温度梯度，从而影响形貌图样。本研究为面向生物医学与生物传感应用的由温度和浓度驱动的蛋白质-蛋白质及蛋白质-基底相互作用提供了见解。