聚吡咯‑明胶复合导电薄膜的制备方法与流程

本发明属于生物医学领域，具体的涉及一种荧光成像的膜材。

背景技术：

复合材料目前主要是指复合型导电高分子材料，是将聚合物与各种导电物质通过一定的复合方式构成。长期以来，高分子材料通常是作为绝缘材料被应用。然而，在用于生物医学研究领域的复合材料中，尤其是在细胞学方面研究中所用到的复合材料往往需要材料本身具有一定的导电性。众所周知，生物电是生命功能的本质，也是人体生命活动的基础，人体的任何一种生命活动无不和生物电密切相关。然而，细胞作为生物体的基本单位，也是生物电的基本单位，因此，在细胞水平上研究与生物电相关的复合材料，在一定程度上，就需要复合材料具有一定的导电性。荧光成像即荧光物质被特定外界能量激发，引起其电子向高能轨道跃迁，并最终释放能量回归基态的过程中会产生可被检测的荧光信号。荧光成像技术在生物学和医学领域已经得到了广泛的应用，是观测细胞形态、结构和生命的有力工具。常将荧光共振能量转移(FRET)与荧光显微技术结合起来，定时、定量、定位地观测活细胞内蛋白激酶活性变化。活细胞中核酸的定位信息采集及定量检测与活细胞内蛋白质的显微荧光成像分析也是荧光成像技术的应用。

明胶是由动物皮肤、骨、肌膜、肌魅等结缔组织中的胶原部分降解而白色或淡黄色、半透明、微带光泽的薄片或者粉粒，有良好的生物相容性，植入体内无毒性作用、免疫反应和刺激性，能促进细胞增值。它是生物医学研究中非常重要的天然生物高分子材料。

传统导电材料一般呈黑色，厚度较厚，透光性差，不能用于细胞荧光成像实验。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，本发明提供一种可用于细胞荧光成像的聚吡咯-明胶复合导电薄膜的制备方法。

技术方案如下：

一种聚吡咯-明胶复合导电薄膜的制备方法，其要点在于包括以下步骤：

步骤一、配制明胶水溶液；

步骤二、在避光条件下，按质量比M(吡咯)：M(明胶)＝1：4-6的比例，向所述明胶水溶液中加入吡咯，得吡咯-明胶溶液；

步骤三、按摩尔比n(吡咯)：n(无水氯化铁)＝1：3-5的比例，向所述吡咯-明胶溶液中加入无水氯化铁；

步骤四、制膜。

作为优选方案：

上述步骤一中，配置5％的明胶水溶液，并于60℃条件下搅拌直至溶解。

上述步骤二中，在所述明胶水溶液冷却至室温后，再向所述明胶水溶液中加入所述吡咯，搅拌1.5-3h。

上述步骤三中，加入无水氯化铁后，搅拌20-30h，氧化得到成膜液。

上述步骤四中，取所述成膜液，滴加在带有玻璃片的培养皿中，将所述培养皿放在匀胶机中制膜。

上述步骤二中，所述吡咯和明胶的质量比为1：5。

上述步骤三中，所述吡咯和无水氯化铁的摩尔比为1：4。

上述步骤三中，将所述无水氯化铁用去离子水溶解后，再加入所述吡咯-明胶溶液。

附图说明

图1为经过一段时间(≥10h)培养后，用荧光标记的活细胞的状态图；

图2为经过一段时间(≥10h)培养后，未进行荧光标记的细胞状态图；

图3为放大1000倍的扫描电镜图。

具体实施方式

一、下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1：

一种聚吡咯-明胶复合导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、配制5％的明胶水溶液，并于60℃条件下，用磁力搅拌器搅拌直至溶解。

步骤二、在所述明胶水溶液冷却至室温后，在避光条件下，按质量比M(吡咯)：M(明胶)＝1：5的比例，向所述明胶水溶液中加入吡咯，搅拌2h，得吡咯-明胶溶液。

步骤三、按摩尔比n(吡咯)：n(无水氯化铁)＝1：4的比例，向所述吡咯-明胶溶液中加入无水氯化铁搅拌24h，氧化得到成膜液。

步骤四、取所述成膜液，滴加在带有玻璃片的培养皿中，将所述培养皿放在匀胶机中制膜。

实施例2：

步骤一、配制5％的明胶水溶液，并于60℃条件下，用磁力搅拌器搅拌直至溶解。

步骤二、在所述明胶水溶液冷却至室温后，在避光条件下，按质量比M(吡咯)：M(明胶)＝1：4的比例，向所述明胶水溶液中加入吡咯，搅拌1.5h，得吡咯-明胶溶液。

步骤三、按摩尔比n(吡咯)：n(无水氯化铁)＝1：3的比例，向所述吡咯-明胶溶液中加入无水氯化铁，搅拌20h，氧化得到成膜液。

步骤四、取所述成膜液，滴加在带有玻璃片的培养皿中，将所述培养皿放在匀胶机中制膜。

实施例3：

本实施例与实施例1和实施例2的不同在于：

所述步骤二中，按质量比M(吡咯)：M(明胶)＝1：6的比例，向所述明胶水溶液中加入吡咯，搅拌3h，得吡咯-明胶溶液。

所述步骤三中，按摩尔比n(吡咯)：n(无水氯化铁)＝1：5的比例，向所述吡咯-明胶溶液中加入无水氯化铁，搅拌30h，氧化得到成膜液。

实施例4：

一种聚吡咯-明胶复合导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：

首先，取15ml去离子水于锥形瓶，溶解1g明胶，于60℃条件下溶解完全，冷却至室温；

其次，在避光条件下，向锥形瓶中加入208ul，密度为0.96g/ml的吡咯，搅拌2h；

最后，取5ml去离子水充分溶解1.9g无水氯化铁，将氯化铁溶液逐滴加入锥形瓶中，保持搅拌24h，得到成膜液。

步骤四、取所述成膜液，滴加在带有玻璃片的培养皿中，将所述培养皿放在匀胶机中制膜。

匀胶机制膜工艺如下：

吸取少量的溶液，滴加在带有玻璃片的培养皿中，将整个培养皿放在匀胶机内，设置t1＝9s，t2＝30s；v＝200r/s，v2＝3200r/s，抽真空操作时间约为半分钟，结束后按下开始按钮，液体将均匀地展开形成一张薄膜。该操作可以通过调整液体的用量、匀胶机的时间及转速等实验变量来控制膜的厚度，实验要求膜的厚度尽可能地薄，薄膜在室温(25℃～30℃)条件下自然干燥过夜。使用前用无水乙醇和去离子水交替清洗3次，每次浸泡5分钟，得到聚吡咯-明胶复合导电试验薄膜，即可用于细胞培养

二、下面结合试验和附图对本发明作进一步说明。

对实施例4得到的聚吡咯-明胶复合导电试验薄膜，结果如下：

2.1电导率的测定，采用四探针法测得聚吡咯-明胶复合导电试验薄膜的电导率为0.42mS/cm。说明聚吡咯-明胶复合导电试验薄膜具有良好的导电性。

2.2生物相容性测试，以聚吡咯-明胶复合导电试验薄膜作为细胞生长的载体，培养一段时间(≥10h)后观察细胞状态，结果如图1和图2所示；

图1为经过一段时间培养后，用荧光标记的活细胞的状态图；

图2为经过一段时间培养后，未进行荧光标记的细胞状态图。

图1中，白色透光区域及其周围的轮廓即为活细胞；

图2中，深色线条及其围成的区域即为活细胞。

从图1到图2可以看出，细胞在聚吡咯-明胶复合导电试验薄膜上生长情况良好，较长时间之后细胞仍有较高的存活率，说明聚吡咯-明胶复合导电试验薄膜具有良好的生物相容性。

2.3扫描电镜观察聚吡咯-明胶复合导电试验薄膜的表面形貌，图3为放大1000倍时的扫描电镜图，从图3可以看出，聚吡咯-明胶复合导电试验薄膜表面均匀，平整。

有益效果：采用本发明方法制备的导电复合膜不仅给荧光分子制造了良好的微环境使其不易影响荧光寿命，且具有较好的延展性和透明度。作为荧光成像技术的载体达到无毒、无刺激性、免疫抗原性小、良好的生物相容性等基本标准。此外，本发明对荧光成像技术中的受体蛋白对荧光物质的量子效率有所提高。制备简单，原料廉价，具有良好的生物活性和导电性。将其作为带有荧光的细胞的生长载体，实验证明细胞得以存活且观察到细胞体内的荧光有连续的变化现象。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。