The traditional pipeline of hydrogel development includes individual one-by-one synthesis and characterization of hydrogels. This approach is associated with the disadvantages of low-throughput and high cost. As an alternative approach to classical one-by-one synthesis, high-throughput development of hydrogels is still tremendously under-represented in the field of responsive material development, despite the urgent requirement for such techniques. Here, we report a platform that combines highly miniaturized hydrogel synthesis with screening for responsive properties in a high-throughput manner. The platform comprises a standard glass slide patterned with 1 ​× ​1 ​mm hydrophilic regions separated by superhydrophobic liquid-impermeable barriers, thus allowing deposition of various precursor solutions onto the hydrophilic spots without cross-contamination. The confinement of these solutions provided by the hydrophilic/superhydrophobic pattern allows encapsulation of cells within the hydrogel, and enables variation in hydrogel height and width. We have also proved the proper mixing of chemicals within the nanoliter-sized droplets. We have successfully implemented this platform for the synthesis of hydrogels, constructing 53 unique hydrogels, to demonstrate the versatility and utility of the platform. Photodegradation studies were performed on 20 hydrogels, revealing structure/function relationships between the hydrogel composition and photodegradability, and covering the range of degradability from non-degradable to rapidly degradable materials.

传统的水凝胶开发流程包括水凝胶的单个一对一合成和表征。这种方法与低通量和高成本的缺点有关。作为经典的一对一合成的替代方法，尽管迫切需要这种技术，但在响应性材料开发领域，水凝胶的高通量开发仍然远远不足。在这里，我们报告了一个平台，该平台将高度小型化的水凝胶合成与以高通量方式筛选响应特性相结合。该平台包括一个标准的载玻片，该载玻片上有1×1毫米的亲水区域，这些区域被超疏水性液体不可渗透的屏障隔开，因此，可以将各种前体溶液沉积到亲水点上，而不会造成交叉污染。由亲水性/超疏水性图案提供的这些溶液的限制允许将细胞包封在水凝胶中，并使水凝胶的高度和宽度发生变化。我们还证明了在纳升大小的液滴中化学物质的正确混合。我们已成功实施了该平台用于水凝胶的合成，构建了53种独特的水凝胶，以展示该平台的多功能性和实用性。对20种水凝胶进行了光降解研究，揭示了水凝胶组成与光降解性之间的结构/功能关系，涵盖了从不可降解材料到可快速降解材料的降解范围。由亲水/超疏水图案提供的这些溶液的限制允许将细胞包封在水凝胶中，并允许水凝胶的高度和宽度变化。我们还证明了在纳升大小的液滴中化学物质的正确混合。我们已经成功地实现了该平台的水凝胶合成，构建了53种独特的水凝胶，以展示该平台的多功能性和实用性。对20种水凝胶进行了光降解研究，揭示了水凝胶组成与光降解性之间的结构/功能关系，涵盖了从不可降解材料到可快速降解材料的降解范围。由亲水性/超疏水性图案提供的这些溶液的限制允许将细胞包封在水凝胶中，并使水凝胶的高度和宽度发生变化。我们还证明了在纳升大小的液滴中化学物质的正确混合。我们已经成功地实现了该平台的水凝胶合成，构建了53种独特的水凝胶，以展示该平台的多功能性和实用性。对20种水凝胶进行了光降解研究，揭示了水凝胶组成与光降解性之间的结构/功能关系，涵盖了从不可降解材料到可快速降解材料的降解范围。我们还证明了在纳升大小的液滴中化学物质的正确混合。我们已经成功地实现了该平台的水凝胶合成，构建了53种独特的水凝胶，以展示该平台的多功能性和实用性。对20种水凝胶进行了光降解研究，揭示了水凝胶组成与光降解性之间的结构/功能关系，涵盖了从不可降解材料到可快速降解材料的降解范围。我们还证明了在纳升大小的液滴中化学物质的正确混合。我们已经成功地实现了该平台的水凝胶合成，构建了53种独特的水凝胶，以展示该平台的多功能性和实用性。对20种水凝胶进行了光降解研究，揭示了水凝胶组成与光降解性之间的结构/功能关系，涵盖了从不可降解材料到可快速降解材料的降解范围。