双波长紫外交联3D打印技术研究：仿生藻酸盐/结冷菜水凝胶的可打印性与流变特性

本研究创新性地采用双波长紫外交联3D打印技术，系统探究了仿生多孔藻酸盐/结冷菜水凝胶的可打印性与流变特性（rheological properties），为生物医用材料开发提供了新策略。通过建立近红外光谱（NIR）模型，首次实现高粱单籽粒（SSK）中表观直链淀粉（AA）和总淀粉（TS）含量的无损检测，模型预测精度R2pred达0.83，为作物育种和功能食品研发提供了关键技术支撑。

　　

亮点

本研究首次将双波长紫外（UV）交联3D打印技术应用于仿生藻酸盐/结冷菜水凝胶体系，揭示了打印参数与流变性能的构效关系，为定制化生物支架制备提供了创新方案。

湿化学法测定SSK中TS与AA含量

通过优化麦哲伦（Megazyme）试剂盒方法，建立了单籽粒水平的高精度检测流程（误差<1.0%）。如图1所示，SSK干重（26.63±6.36 mg）与水分（10.63±2.38%）呈正态分布，玉米淀粉标准品验证显示TS回收率98.7%，AA测定RSD<5%，为后续建模奠定数据基础。

NIR模型构建

采用偏最小二乘（PLS）算法，AA预测模型仅需2个潜变量（LVs）即达到R²_cv=0.85，独立验证集RMSEP为2.58%。TS模型使用10个LVs时，预测R²_pred达0.72，成功实现单籽粒无损分选——这对保留育种材料遗传信息至关重要。

结论

本工作突破性地将NIR技术应用于高粱单籽粒淀粉组分分析，开发的"光谱-化学值"关联模型可作为育种早期筛选的"分子眼"。水凝胶流变学研究则为生物3D打印材料设计提供了新见解。

作者贡献声明

周建军负责实验设计与论文撰写，李永辉指导资源调配，Scott R. Bean统筹项目管理，Paul R. Armstrong优化方法学，吴晓荣（音）主导概念构思。所有作者均声明无利益冲突。

致谢

感谢美国农业部（USDA）提供的技术支持，文中涉及商业产品仅作方法说明，不代表官方推荐。