一种具有胶原蛋白纳米线阵列层比色皿的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有胶原蛋白纳米线阵列层比色皿的制备方法。所述方法利用磷酸盐缓冲液配制胶原蛋白单体溶液，在云母玻璃比色皿表面滴上胶原蛋白单体溶液并覆盖，缓冲液清洗并培养一段时间，得到胶原蛋白纳米线阵列层比色皿。本发明专利技术的比色皿具有良好的亲水性能，表面的胶原蛋白具有优异的生物相容性，可以用于细胞培养。同时本发明专利技术比色皿相对的两个云母片为成同一方向的纳米线阵列，具有很好的偏振特性，可作为掩模并结合电化学方法合成新型的生物传感器，或制备成高特异性的生物探针，或合成新型微纳光电材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及比色皿的改进，具体涉及一种具有胶原蛋白纳米线阵列层比色皿的制备方法。
技术介绍
外延生长(epitaxialgrowth)常指一种矿物质晶体在另一种矿物质晶体表面生长，在界面上两种矿物质具有相同晶体结构取向的现象，利用外延生长原理在晶体基质表面来控制和研究镀膜分子的膜层结构以及生长动力学已成为一个热门领域。近二十年来，结合尺寸与功能可调的分子合成技术以及微观晶体结构的基质，在超高真空背景下，利用分子束沉积技术在基质表面控制有机分子膜层晶体的生长，为制备功能可预测的新型有机微纳光电材料与器件提供了新方法。譬如，通过热壁外延生长(hotwallepitaxy)技术，对六联苯(para-sexiphenyl)等高量子效率的蓝光小分子材料在云母、TiO2、ITO等基质表面能够生成有序的纳米线阵列薄膜，薄膜由于结构长程有序，表现出很强的光学各向异性，此外，薄膜能产生光学增益，在获得随机激光以及制备有偏振特性的电致发光器件的应用上极具市场潜力。在自然界普遍存在的生物矿化过程中，介观尺度上具有规则重复结构的矿物质晶体(羟磷灰石等)与胶原蛋白纤维骨架能够互相识别，胶原蛋白纤维束能给矿化提供支架，并有效地调控矿物质晶体生长的启动与阻断，从而在尺寸与取向上规范骨骼、牙齿等器官的生长。但是反相地利用矿物质晶体与生物大分子的识别作用，在液相缓冲溶液中控制晶体表面的生物大分子自组装尚未见报道。若能将生物大分子在基质表面的外延生长，对于深入研究生物大分子功能，合成新型微纳生物材料，以及制备功能特异且高效的生物探针都具有重大的意义。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种具有胶原蛋白纳米线阵列层比色皿的制备方法。实现上述目的的技术方案如下：一种具有胶原蛋白纳米线阵列层比色皿的制备方法，具体步骤如下：步骤1，将云母片粘结成比色皿，洗净后消毒，晾干；步骤2，用pH为6.8～8.0的磷酸钠盐缓冲液配制5-10μg/mL的胶原蛋白单体溶液；步骤3，将胶原蛋白单体溶液滴加在比色皿表面，15-20分钟后磷酸钠盐缓冲溶液清洗，除去吸附不牢的蛋白；步骤4，用pH为6.8～8.0的磷酸钠盐缓冲液覆盖比色皿表面，进行胶原蛋白的自组装，自组装结束后，水洗、干燥，得到具有胶原蛋白纳米线阵列层的比色皿。步骤4中，所述的自组装的时间为12h以上。本专利技术中，蛋白质单体受云母晶体表面，也就是(001)晶面所规导，在“反相生物矿化”下准外延生长形成胶原蛋白纳米线阵列。云母片晶胞是双层互成120°的结构。在每个单层里，中心的Al与O以八面体结构组合并被表面的Si/O层包夹。表层的Si/O以四面体结构连接并形成六边形的带负电的氧离子空洞来容纳层间的K离子。由于Si/O四面体结构的变形，使得一部分氧离子凹陷下去从而在整个晶面上形成沿方向狭长的带负电的凹槽。云母片可以层层撕开而露出与前一层呈120°的崭新晶面。胶原蛋白单体与云母晶体表面互相识别，有效地调控了蛋白纤维的生长方向，在有缺陷的晶体表面形成互成120°的两个蛋白纤维阵列。在pH为6.8～8.0时，钠盐溶液中的胶原蛋白单体均能在云母玻璃比色皿内表面自组装，形成取向一致的蛋白纤维纳米线阵列，阵列中的纳米线随胶原蛋白单体浓度增大而变得更加致密，单条纳米线更长，且纳米线之间的交联逐渐显著。测量结果表明，由不同浓度的胶原蛋白单体溶液培育出的单条纳米线的宽度与高度较为稳定，宽度大致在60nm左右，高度大致在1.5nm左右。本专利技术操作简便，能够精确控制生成的胶原蛋白纳米线阵列结构，比色皿表面接触角均值达到9.5°，具有良好的亲水性能。本专利技术为具有胶原蛋白纳米线阵列层比色皿，可用于细胞培养。此外，本专利技术比色皿相对的两个云母片上的蛋白纳米线阵列成统一方向，具有很好的偏振特性，可作为掩模，结合电化学方法合成新型的生物传感器。附图说明图1为具有胶原蛋白纳米线阵列层比色皿的结构示意图。图2为实施例1所得的具有胶原蛋白纳米线阵列层比色皿的原子力显微镜高度图。图3为实施例2所得的具有胶原蛋白纳米线阵列层比色皿的原子力显微镜高度图。图4为云母晶面上的静态接触角，其中A为崭新的(001)晶面，B为具有胶原蛋白纳米线膜层覆盖的晶面。图5为胶原蛋白纳米纤维阵列覆盖的云母晶面的TEM/SAED图，其中，A为未聚焦的选区TEM照片，B为图A中无纤维占据的圆点处的衍射图。图6为云母晶体表面Si/O层的氧负离子在(001)晶面上的投影图，其中，A为1个晶胞结构，B为9个晶胞结构。图7为胶原蛋白纳米纤维阵列覆盖的云母晶面的EBSD结果图，其中，A为选区SEM照片，B为A中无纤维占据的圆点处的衍射图，C为纳米纤维沿云母方向旋转120°的模拟图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详述。实施例1一种具有胶原蛋白纳米线阵列层的比色皿的制备方法，具体步骤如下：步骤1，将云母片制成比色皿结构，用胶带粘贴云母片一角撕去上面几层，露出光滑云母片；步骤2，配制0.2mol/L的Na2HPO4和0.3mol/LNaH2PO4溶液，将Na2HPO4溶液与NaH2PO4溶液混合配制成PH＝6.8的缓冲溶液，利用磷酸钠盐缓冲液配制5μg/ml的胶原蛋白单体溶液；步骤3，将胶原蛋白溶液均匀滴定在云母片上，15-20min后用缓冲液清洗云母片；步骤4，在清洗后的云母片上滴定缓冲液，覆盖云母片，培养12h，水洗，自然晾干后，得到具有胶原蛋白纳米线阵列层的比色皿。AFM观察胶原蛋白在云母上的自组装结构，结果如图2所示。在图2中，可以看到阵列中的纳米线比较稀疏，纳米线之间的交联较少，胶原蛋白单体溶液培育出的单条纳米线的宽度与高度较为稳定，宽度大致在60nm左右，高度大致在1.5nm左右具有胶原蛋白纳米线阵列层的比色皿具有很好的自组装结构、线性排列特性。实施例2一种具有胶原蛋白纳米线阵列层的比色皿的制备方法，具体步骤如下：步骤1，将云母片制成比色皿结构，用胶带粘贴云母片一角撕去上面几层，露出光滑云母片；步骤2，配制0.2mol/L的Na2HPO4和0.3mol/LNaH2PO4溶液，将Na2HPO4溶液与NaH2PO4溶液混合配制成PH＝7的缓冲溶液，利用磷酸钠盐缓冲液配制10μg/ml的胶原蛋白单体溶液；步骤3，将胶原蛋白溶液均匀滴定在云母片上，15-20min后用缓冲液清洗云母片；步骤4，在清洗后的云母片上滴定缓冲液，覆盖云母片，培养12h，水洗，自然晾干后，得到具有胶原蛋白纳米线阵列层的比色皿。AFM观察胶原蛋白在云母上的自组装结构，结果如图3所示。在图2中，可以看到，阵列中的纳米线随胶原蛋白单体浓度增大而变得更加致密，单条纳米线更长，且纳米线之间的交联逐渐显著。但是测量结果表明，由不同浓度的胶原蛋白单体溶液培育出的单条纳米线的宽度与高度较为稳定，宽度和高度不随浓度变化。分别对崭新的和已有胶原蛋白纳米线膜层覆盖的云母(001)晶面样品进行静态水滴接触角的基线圆法测试，为减小测量误差，对同一样品取了3个点进行测量后取其平均值。结果如图4所示。在图4A中崭新的云母晶面接触角测量均值为25.8°，而图4B有蛋白纳米线覆盖(10μg/ml)的晶面接触角均值仅为9.5°。很显然，胶原蛋白纳米线膜层显著地增强了云母晶面的亲水性。对制得的具有胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有胶原蛋白纳米线阵列层比色皿的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1，将云母片粘结成比色皿，洗净后消毒，晾干；步骤2，用pH为6.8～8.0的磷酸钠盐缓冲液配制5‑10μg/mL的胶原蛋白单体溶液；步骤3，将胶原蛋白单体溶液滴加在比色皿表面，15‑20分钟后磷酸钠盐缓冲溶液清洗，除去吸附不牢的蛋白；步骤4，用pH为6.8～8.0的磷酸钠盐缓冲液覆盖比色皿表面，进行胶原蛋白的自组装，自组装结束后，水洗、干燥，得到具有胶原蛋白纳米线阵列层的比色皿。

【技术特征摘要】
1.一种具有胶原蛋白纳米线阵列层比色皿的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1，将云母片粘结成比色皿，洗净后消毒，晾干；步骤2，用pH为6.8～8.0的磷酸钠盐缓冲液配制5-10μg/mL的胶原蛋白单体溶液；步骤3，将胶原蛋白单体溶液滴加在比色皿表面，15-20分钟后磷酸钠盐缓冲溶液清洗，除去...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾凡喜，杨德良，孙铭，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32