【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于荧光标定板，涉及一种吲哚菁绿水凝胶荧光标定板及其制备方法和应用。
技术介绍
1、吲哚菁绿溶液存在极易发生光漂白和降解等问题，使得吲哚菁绿的浓度梯度溶液无法稳定保存，无法重复使用，每次对光学手术导航系统的荧光检测功能以及灵敏度进行检验时，都需要重新配制吲哚菁绿溶液，不可避免地造成了吲哚菁绿的浪费；此外，由于吲哚菁绿水凝胶的力学性能较差，因此无法长期保存，影响了荧光导航操作过程的工作效率。
2、cn115819667a公开了一种水凝胶基吲哚菁绿荧光标定板及其制备方法和应用，包括如下步骤：将含有聚合单体、交联剂、引发剂和水的混合溶液进行聚合反应，生成水凝胶溶液；其中，所述聚合单体包括丙烯酰胺和二烯丙基二甲基氯化铵；向所述水凝胶溶液中加入吲哚菁绿，得到含有吲哚菁绿的水凝胶溶液；将所述含有吲哚菁绿的水凝胶溶液固化成型，得到水凝胶基吲哚菁绿荧光标定板。但该技术方案制备得到的荧光标定板的力学性能和稳定性较差，无法满足使用要求。
3、因此，亟需对现有的吲哚菁绿水凝胶荧光标定板的制备工艺进行改进，以提高荧光标定板的力学性能和稳定性。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种吲哚菁绿水凝胶荧光标定板及其制备方法和应用，本专利技术采用聚乙烯醇/海藻酸钠作为第一半互穿凝胶网络，采用聚丙烯酰胺/海藻酸钠作为第二半互穿凝胶网络，形成了半互穿双网络凝胶结构，可以极大地提高吲哚菁绿在水凝胶体系中的稳定性，不易发生光漂白和降解，从而保持荧光标定板长
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种吲哚菁绿水凝胶荧光标定板的制备方法，所述制备方法包括：
4、（ⅰ）将海藻酸钠溶解于聚乙烯醇溶液中，混合均匀后得到混合液；向混合液中依次加入丙烯酰胺和纳米纤维素悬浮液，混合均匀后得到前体溶液；向前体溶液中加入引发剂和交联剂，混合均匀并发生交联反应，得到水凝胶溶液；
5、（ⅱ）将吲哚菁绿加入步骤（ⅰ）得到的水凝胶溶液中，混合均匀后进行超声除泡，得到混合凝胶溶液；将混合凝胶溶液低温冷冻至完全凝固，随后置于室温下解冻，得到中间凝胶；将中间凝胶浸泡于硅酸钠的乙醇水溶液中，浸泡后取出清洗，得到水凝胶；
6、（ⅲ）配制多组含不同浓度吲哚菁绿的水凝胶，并将其分别注入独立的试样管中，将试样管固定于多孔板内，将多孔板置于低温环境下冷冻，随后置于室温下解冻，重复冷冻和解冻至少三次，得到所述吲哚菁绿水凝胶荧光标定板。
7、海藻酸钠具有优异的生物相容性和吸水保湿性，且原料来源广、安全无毒、可降解，在生物材料方面具有越来越广泛的应用。但是海藻酸钠水凝胶具有凝胶可控性差，机械强度低的缺点，在单独使用时往往难以满足人们对水凝胶的实际应用要求，这极大地限制了其应用范围。本专利技术通过互穿网络技术将聚乙烯醇和海藻酸钠进行复合，海藻酸钠分子进入聚乙烯醇网络中并与聚乙烯醇分子产生物理缠结，破坏了聚乙烯醇水凝胶的交联点密度，形成第一半互穿凝胶网络。
8、丙烯酰胺单体在引发剂和交联剂的作用下通过热引发自由基聚合形成共价交联的聚丙烯酰胺网络结构，海藻酸钠线性大分子穿插其中构成第二半互穿凝胶网络，聚丙烯酰胺的氨基和海藻酸钠的羟基之间形成氢键，加强了聚丙烯酰胺分子和海藻酸钠分子之间的分子间作用力，从而提高了第二半互穿凝胶网络的力学性能。
9、本专利技术采用聚乙烯醇/海藻酸钠作为第一半互穿凝胶网络，采用聚丙烯酰胺/海藻酸钠作为第二半互穿凝胶网络，形成了由第一半互穿凝胶网络和第二半互穿凝胶网络组成的半互穿双网络凝胶结构，双网络水凝胶中的聚乙烯醇分子链和聚丙烯酰胺分子链之间的氢键作为“牺牲键”可以有效抵抗外界载荷，水凝胶在反复拉伸或载重后依然能够快速恢复原状。
10、本专利技术在海藻酸钠/聚乙烯醇/丙烯酰胺的半互穿双网络凝胶体系中加入了纳米纤维素，制备得到质地柔软、能保持一定形状且长效稳定的吲哚菁绿水凝胶荧光标定板。本专利技术通过纳米纤维素与聚乙烯醇和聚丙烯酰胺进行物理交联，纳米纤维素可以作为高聚物增强相，聚丙烯酰胺分子链上存在大量氨基，聚乙烯醇分子链上存在大量的羟基，可以通过物理或化学交联形成水凝胶。纳米纤维素表面含有大量羟基，在水溶性聚合物中有良好的分散性，能与聚乙烯醇分子链上的羟基以及聚丙烯酰胺分子链上的氨基结合形成牢固的氢键，起到纳米增强作用。
11、本专利技术将冻融循环和硅酸钠盐析相结合，制备得到了具有致密皮层和多孔内层的水凝胶。当中间凝胶在硅酸钠的乙醇水溶液中浸泡一段时间后，硅酸钠与海藻酸钠/聚乙烯醇/丙烯酰胺凝胶体系之间会发生盐析效应和极化效应，在盐析效应的作用下，导致海藻酸钠/聚乙烯醇/丙烯酰胺凝胶体系发生脱水现象，在脱水过程中凝胶体系形成由有序堆积的氢键构成的微晶组织。在极化效应的作用下，具有碱性的硅酸钠可通过原位掺杂以增强海藻酸钠/聚乙烯醇/丙烯酰胺凝胶体系中羟基官能团的相互作用，溶液中的乙醇在碱性环境中脱质子，使得羟基官能团得到极化增强效果，表现出偶极-偶极相互作用，从而增强了微晶组织的稳定性。借助硅酸钠与中间凝胶之间发生的盐析效应和极化效应，会迅速引发中间凝胶表面的聚合物链的强聚集和微晶的形成，得到了更致密、更稳定的定向多孔网络结构的皮层，一方面，致密皮层的形成可以作为吲哚菁绿水凝胶的保护屏障，提高吲哚菁绿水凝胶在不同溶剂环境中的稳定性；另一方面，由于皮层具有致密的网络结构，使得水凝胶的力学性能得到大幅提升。当致密皮层形成后，硅酸钠的乙醇水溶液对凝胶的渗透作用会逐渐减弱，硅酸盐难以继续渗透至中间凝胶的内部，因此，得到的水凝胶的内部则为具有多孔的半互穿双网络凝胶结构。
12、本专利技术采用的凝固浴的溶剂为乙醇水溶液，乙醇在离子交联过程中可以有效控制水凝胶的溶胀度，且对离子交联过程没有其他不良影响。硅酸钠和乙醇的协同作用使得形成的水凝胶中间层的多孔网络结构更加均匀规整，网络孔径减少，孔密度增加，力学性能得到大幅提升。交联均匀的多孔网络结构为水凝胶优异的吸水保湿性提供了稳固的结构基础，也能赋予水凝胶良好的力学弹性。
13、本专利技术在水凝胶中加入吲哚菁绿后通过冻融循环固化成型制备得到了水凝胶基吲哚菁绿荧光标定板，该水凝胶基吲哚菁绿具有固定形状，通过本专利技术提供的制备方法制备得到的水凝胶基吲哚菁绿荧光标定板不会影响吲哚菁绿的荧光性能，而且可以极大地提高吲哚菁绿在水凝胶体系中的稳定性，不易发生光漂白和降解，从而保持荧光标定板长期稳定的荧光强度，为检测光学手术导航系统的荧光功能及灵敏度提供便利。
14、作为本专利技术一种优选的技术方案，步骤（ⅰ）中，所述聚乙烯醇溶液采用如下方法制备得到：
15、将所述聚乙烯醇溶解于去离子水中，对所述去离子水加热并混合搅拌直至聚乙烯醇完全溶解，得到所述聚乙烯醇溶液。
16、在一些可选的实例中，将所述去离子水加热至80~90℃，例如可以是80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃或90℃，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种吲哚菁绿水凝胶荧光标定板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的吲哚菁绿水凝胶荧光标定板的制备方法，其特征在于，步骤（Ⅰ）中，所述聚乙烯醇溶液采用如下方法制备得到：
3.根据权利要求1所述的吲哚菁绿水凝胶荧光标定板的制备方法，其特征在于，步骤（Ⅰ）中，所述前体溶液采用如下方法制备得到：
4.根据权利要求1所述的吲哚菁绿水凝胶荧光标定板的制备方法，其特征在于，步骤（Ⅰ）中，所述引发剂为过硫酸铵、四甲基乙二胺、过硫酸钾中的任意一种或至少两种的组合；
5.根据权利要求1所述的吲哚菁绿水凝胶荧光标定板的制备方法，其特征在于，步骤（Ⅱ）中，所述吲哚菁绿与所述水凝胶溶液的混合方式为机械搅拌；
6.根据权利要求1所述的吲哚菁绿水凝胶荧光标定板的制备方法，其特征在于，步骤（Ⅱ）中，所述混合凝胶溶液的低温冷冻温度为-20~-10℃；
7.根据权利要求1所述的吲哚菁绿水凝胶荧光标定板的制备方法，其特征在于，步骤（Ⅱ）中，所述硅酸钠的乙醇水溶液中硅酸钠的质量分数为30~40wt%；
9.一种吲哚菁绿水凝胶荧光标定板，其特征在于，所述吲哚菁绿水凝胶荧光标定板采用权利要求1至8任一项所述的制备方法制备得到。
10.一种权利要求9所述的吲哚菁绿水凝胶荧光标定板的应用，其特征在于，所述吲哚菁绿水凝胶荧光标定板用于光学手术导航。
...【技术特征摘要】
1.一种吲哚菁绿水凝胶荧光标定板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的吲哚菁绿水凝胶荧光标定板的制备方法，其特征在于，步骤（ⅰ）中，所述聚乙烯醇溶液采用如下方法制备得到：
3.根据权利要求1所述的吲哚菁绿水凝胶荧光标定板的制备方法，其特征在于，步骤（ⅰ）中，所述前体溶液采用如下方法制备得到：
4.根据权利要求1所述的吲哚菁绿水凝胶荧光标定板的制备方法，其特征在于，步骤（ⅰ）中，所述引发剂为过硫酸铵、四甲基乙二胺、过硫酸钾中的任意一种或至少两种的组合；
5.根据权利要求1所述的吲哚菁绿水凝胶荧光标定板的制备方法，其特征在于，步骤（ⅱ）中，所述吲哚菁绿与所述水凝胶溶液的混合方式为机械搅拌；
6.根据权利要求1所述的吲哚菁绿水凝胶荧光标定板的制备方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡惠明，王毅庆，李云龙，
申请(专利权)人：南京诺源医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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