液-液相分离指均匀液相在特定条件下，自发分离为两个或多个不同液相的 过程。这种现象不仅广泛存在于物理、化学领域，同时作为蛋白质等生物大分 子组装成具有功能性的微液滴及无膜细胞器的基础，是生命体功能调控的一种 极为普遍的方式。蛋白质等生物分子能够通过相分离自组装成纳米至微米尺度 的功能性液滴，通过液-液界面封装并富集特定的生物分子形成无膜的细胞隔室， 即所谓的无膜细胞器。这一过程使得液滴内的生化反应能够精确调控，并通过液 体界面与细胞质进行快速物质交换。尽管细胞内相分离液滴的存在已被广泛确 认，但我们对其形成机制和过程的理解仍然相对有限。 因此，本文针对生物大分子相分离动力学及调控中的两个关键科学问题：相 分离液滴时空动态观测及调控方法、生物相分离液滴的生长机制及调控规律展 开了相关的工作。本研究构建了基于微流控技术的体外生物相分离实验方法，提 供了一个动态观测和定量表征生物大分子相分离过程的体外系统，在此基础上， 本研究定量地研究了PGL-3蛋白质在流固界面上相分离液滴的成核和生长动力 学过程，实现了通过调控盐离子浓度以及蛋白质之间的相互作用来控制相分离 液滴的成核速率，并发现相分离液滴的力学性质影响其生长标度率。本研究从微 纳米流体力学视角，为深入理解生物大分子微液滴在复杂环境中的形成机制提 供了研究基础。