CN104474990B - 一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法 - Google Patents

一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法 Download PDF

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Abstract

一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法，它涉及一种同时制备磷脂微管和囊泡的方法。本发明的目的是要解决现有方法存在不能同时制备磷脂微管和囊泡的问题。方法：一、清洗电极；二、制备磷脂干膜；三、组装密闭制备装置；四、制备磷脂微管和囊泡，得到磷脂微管和磷脂囊泡。优点：一、本发明利用点面电极实现同一体系中，磷脂微管和磷脂囊泡的同时制备，磷脂微管具有良好的形态，产率较高，磷脂囊泡尺寸较大、较为均匀；二、本发明得到的磷脂微管的长度为200μm～1300μm，直径为1μm～12μm；得到的磷脂囊泡的直径为15μm～120μm。本发明可获得一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法。

Description

一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法
技术领域
本发明涉及一种同时制备磷脂微管和囊泡的方法。
背景技术
分子自组装现象普遍存在于生物系统中，是不同的复杂的生物结构形成的基础。磷脂微管和磷脂囊泡作为磷脂分子自组装体的不同存在形式，在生物学、工程技术仿生学、药理学、医学、新型材料的开发等领域都有着重要的研究与应用。目前制备磷脂微管的方法主要有水分散法、直接沉淀法、热循环法和微流体法等，制备磷脂囊泡的方法主要有挤压法、薄膜分散法、有机溶剂分散法、电形成法等，但目前还没有一种可以在同一体系同时可控制备磷脂微管和磷脂囊泡的方法；也很少有利用交流电渗产生驱动力制备磷脂微管的报道。
发明内容
本发明的目的是要解决现有方法存在不能同时制备磷脂微管和囊泡的问题，一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法。
一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法，具体是按以下步骤完成的：
一、清洗电极：依次使用无水乙醇和蒸馏水为清洗剂对ITO电极进行超声清洗，再使用氮气吹干，得到清洗后的ITO电极；将钨针电极浸泡在铬酸溶液中3h～6h，再用蒸馏水进行冲洗3次～6次，再使用氮气吹干，得到清洗后的钨针电极；
二、制备磷脂干膜：将磷脂溶解到氯仿中，得到磷脂/氯仿溶液；再将1μL～10μL磷脂/氯仿溶液均匀涂覆在清洗后的ITO电极导电面上，室温下自然干燥2h～3h，得到干燥的涂有磷脂的ITO电极；
步骤二中所述的磷脂的质量与氯仿的体积比为(1mg～10mg):1mL；
三、组装密闭制备装置：将干燥的涂有磷脂的ITO电极与聚四氟乙烯矩形框和PDMS盖片组成密闭制备装置，清洗后的钨针电极垂直通过PDMS盖片，且清洗后的钨针电极进入到密闭制备装置内部中；再在密闭制备装置中注入蒸馏水或NaCl溶液；
四、制备磷脂微管和囊泡：分别将干燥的涂有磷脂的ITO电极和清洗后的钨针电极与信号发生器相连接，在波形为正弦波，交流电压为1V～8V，频率为1Hz～1000Hz和时间为180min～300min的条件下，得到磷脂微管和磷脂囊泡。
本发明的优点：
一、本发明利用点面电极实现在一定交流电压范围、一定频率范围及一定时间范围内，同一体系中，磷脂微管和磷脂囊泡的同时制备，磷脂微管具有良好的形态，产率较高，磷脂囊泡尺寸较大、较为均匀。磷脂微管及磷脂囊泡可广泛应用于生物学、工程技术仿生学、药理学、医学等领域的生物相关特性、细胞模型模拟及药物控释等的研究与应用。另外功能化磷脂微管作为新型材料也可广泛应用于储氢、海洋生物防污等方面的实验研究；本发明丰富了磷脂微管和磷脂囊泡的制备方法，具有低能耗、无污染、操作简单、反应条件温和、磷脂微管和磷脂囊泡可控生长、磷脂微管长度长、直径大和磷脂微管和磷脂囊泡易于从基底脱附、易取出收集的优点；
二、本发明得到的得到的磷脂微管的长度为200μm～1300μm，直径为1μm～12μm；得到的磷脂囊泡的直径为15μm～120μm。
本发明可获得一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的密闭制备装置的结构示意图；
图2为试验一得到的磷脂囊泡的荧光显微镜图；
图3为试验一得到的磷脂微管的荧光显微镜图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1，本实施方式是一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法，具体是按以下步骤完成的：
一、清洗电极：依次使用无水乙醇和蒸馏水为清洗剂对ITO电极进行超声清洗，再使用氮气吹干，得到清洗后的ITO电极；将钨针电极浸泡在铬酸溶液中3h～6h，再用蒸馏水进行冲洗3次～6次，再使用氮气吹干，得到清洗后的钨针电极；
二、制备磷脂干膜：将磷脂溶解到氯仿中，得到磷脂/氯仿溶液；再将1μL～10μL磷脂/氯仿溶液均匀涂覆在清洗后的ITO电极导电面上，室温下自然干燥2h～3h，得到干燥的涂有磷脂的ITO电极；
步骤二中所述的磷脂的质量与氯仿的体积比为(1mg～10mg):1mL；
三、组装密闭制备装置：将干燥的涂有磷脂的ITO电极与聚四氟乙烯矩形框和PDMS盖片组成密闭制备装置，清洗后的钨针电极垂直通过PDMS盖片，且清洗后的钨针电极进入到密闭制备装置内部中；再在密闭制备装置中注入蒸馏水或NaCl溶液；
四、制备磷脂微管和囊泡：分别将干燥的涂有磷脂的ITO电极和清洗后的钨针电极与信号发生器相连接，在波形为正弦波，交流电压为1V～8V，频率为1Hz～1000Hz和时间为180min～300min的条件下，得到磷脂微管和磷脂囊泡。
图1为本发明所述的密闭制备装置的结构示意图；图1中1为干燥的涂有磷脂的ITO电极，2为清洗后的钨针电极，3为聚四氟乙烯矩形框，4为PDMS盖片，5为信号发生器，A为清洗后的钨针电极针尖与密闭制备装置上部PDMS盖片的距离，B为干燥的涂有磷脂的ITO电极与清洗后的钨针电极针尖之间的间距。
本实施方式的优点：
一、本实施方式利用点面电极实现在一定交流电压范围、一定频率范围及一定时间范围内，同一体系中，磷脂微管和磷脂囊泡的同时制备，磷脂微管具有良好的形态，产率较高，磷脂囊泡尺寸较大、较为均匀。磷脂微管及磷脂囊泡可广泛应用于生物学、工程技术仿生学、药理学、医学等领域的生物相关特性、细胞模型模拟及药物控释等的研究与应用；另外功能化磷脂微管作为新型材料也可广泛应用于储氢、海洋生物防污等方面的实验研究。本实施方式丰富了磷脂微管和磷脂囊泡的制备方法，具有低能耗、无污染、操作简单、反应条件温和、磷脂微管和磷脂囊泡可控生长、磷脂微管长度长、直径大和磷脂微管和磷脂囊泡易于从基底脱附、易取出收集的优点；
二、本实施方式得到的得到的磷脂微管的长度为200μm～1300μm，直径为1μm～12μm；得到的磷脂囊泡的直径为15μm～120μm。
本实施方式可获得一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中所述的依次使用无水乙醇和蒸馏水为清洗剂对ITO电极进行超声清洗5min～20min，再使用氮气吹干，得到清洗后的ITO电极。其他步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一中所述的铬酸溶液的质量分数为5～12％。其他步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤二中将5μL～8μL磷脂/氯仿溶液均匀涂覆在清洗后的ITO电极导电面上。其他步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤二中所述的氯仿的体积分数为99.95％。其他步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤三中所述的密闭制备装置的尺寸为18mm×10mm×1.5mm。其他步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤四中所述的NaCl溶液的浓度为0.01mmol/L。其他步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤四中所述的在密闭制备装置中注入蒸馏水或NaCl溶液的量为300μL；其他步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤三中所述的干燥的涂有磷脂的ITO电极与清洗后的钨针电极针尖之间的间距为300μm～1000μm；清洗后的钨针电极针尖与密闭制备装置上部PDMS盖片的距离为500μm～1200μm。其他步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：步骤四得到的磷脂微管的长度为200μm～1300μm，直径为1μm～12μm；得到的磷脂囊泡的直径为15μm～120μm。其他步骤与具体实施方式一至九相同。
采用以下试验验证本发明的有益效果：
试验一：一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法，具体是按以下步骤完成的：
一、清洗电极：依次使用无水乙醇和蒸馏水为清洗剂对ITO电极进行超声清洗20min，再使用氮气吹干，得到清洗后的ITO电极；将钨针电极浸泡在铬酸溶液中6h，再用蒸馏水进行冲洗3次，再使用氮气吹干，得到清洗后的钨针电极；
二、制备磷脂干膜：将磷脂溶解到质量分数为99.95％的氯仿中，得到磷脂/氯仿溶液；再将5μL磷脂/氯仿溶液均匀涂覆在清洗后的ITO电极导电面上，室温下自然干燥2h，得到干燥的涂有磷脂的ITO电极；
步骤二中所述的磷脂的质量与氯仿的体积比为10mg:1mL；
三、组装密闭制备装置：将干燥的涂有磷脂的ITO电极与聚四氟乙烯矩形框和PDMS盖片组成密闭制备装置，清洗后的钨针电极垂直通过PDMS盖片，且清洗后的钨针电极进入到密闭制备装置内部中；再在密闭制备装置中注入300μL蒸馏水；
四、制备磷脂微管和囊泡：分别将干燥的涂有磷脂的ITO电极和清洗后的钨针电极与信号发生器相连接，在波形为正弦波，交流电压为2.5V，频率为10Hz和时间为240min的条件下，得到磷脂微管和磷脂囊泡。
试验一步骤三中所述的干燥的涂有磷脂的ITO电极与清洗后的钨针电极针尖之间的间距为500μm；清洗后的钨针电极针尖与密闭制备装置上部PDMS盖片的距离为1000μm。
使用荧光显微镜对试验一得到的磷脂微管和磷脂囊泡进行观察，如图2和图3所示，图2为试验一得到的磷脂囊泡的荧光显微镜图；图3为试验一得到的磷脂微管的荧光显微镜图。
从图2和图3分别可以看出制备的磷脂囊泡和磷脂微管形态良好，尺寸较为均一，且从图3也可看出磷脂管的生长具有很好的方向性。
试验一得到的磷脂微管的平均长度为630μm、平均直径为6μm，得到的磷脂囊泡的平均直径为72μm。
试验二：一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法，具体是按以下步骤完成的：
一、清洗电极：依次使用无水乙醇和蒸馏水为清洗剂对ITO电极进行超声清洗15min，再使用氮气吹干，得到清洗后的ITO电极；将钨针电极浸泡在铬酸溶液中5h，再用蒸馏水进行冲洗4次，再使用氮气吹干，得到清洗后的钨针电极；
二、制备磷脂干膜：将磷脂溶解到质量分数为99.95％的氯仿中，得到磷脂/氯仿溶液；再将6μL磷脂/氯仿溶液均匀涂覆在清洗后的ITO电极导电面上，室温下自然干燥2h，得到干燥的涂有磷脂的ITO电极；
步骤二中所述的磷脂的质量与氯仿的体积比为10mg:1mL；
三、组装密闭制备装置：将干燥的涂有磷脂的ITO电极与聚四氟乙烯矩形框和PDMS盖片组成密闭制备装置，清洗后的钨针电极垂直通过PDMS盖片，且清洗后的钨针电极进入到密闭制备装置内部中；再在密闭制备装置中注入300μL蒸馏水；
四、制备磷脂微管和囊泡：分别将干燥的涂有磷脂的ITO电极和清洗后的钨针电极与信号发生器相连接，在波形为正弦波，交流电压为5V，频率为10Hz和时间为180min的条件下，得到磷脂微管和磷脂囊泡。
试验二步骤三中所述的干燥的涂有磷脂的ITO电极与清洗后的钨针电极针尖之间的间距为1000μm；清洗后的钨针电极针尖与密闭制备装置上部PDMS盖片的距离为500μm。
试验二得到的磷脂微管的平均长度为695μm，平均直径为4μm；得到的磷脂囊泡的平均直径为47μm。
试验三：一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法，具体是按以下步骤完成的：
一、清洗电极：依次使用无水乙醇和蒸馏水为清洗剂对ITO电极进行超声清洗10min，再使用氮气吹干，得到清洗后的ITO电极；将钨针电极浸泡在铬酸溶液中4h，再用蒸馏水进行冲洗5次，再使用氮气吹干，得到清洗后的钨针电极；
二、制备磷脂干膜：将磷脂溶解到质量分数为99.95％的氯仿中，得到磷脂/氯仿溶液；再将10μL磷脂/氯仿溶液均匀涂覆在清洗后的ITO电极导电面上，室温下自然干燥2h，得到干燥的涂有磷脂的ITO电极；
步骤二中所述的磷脂的质量与氯仿的体积比为5mg:1mL；
三、组装密闭制备装置：将干燥的涂有磷脂的ITO电极与聚四氟乙烯矩形框和PDMS盖片组成密闭制备装置，清洗后的钨针电极垂直通过PDMS盖片，且清洗后的钨针电极进入到密闭制备装置内部中；再在密闭制备装置中注入300μL蒸馏水；
四、制备磷脂微管和囊泡：分别将干燥的涂有磷脂的ITO电极和清洗后的钨针电极与信号发生器相连接，在波形为正弦波，交流电压为3V，频率为100Hz和时间为300min的条件下，得到磷脂微管和磷脂囊泡。
试验三步骤三中所述的干燥的涂有磷脂的ITO电极与清洗后的钨针电极针尖之间的间距为400μm；清洗后的钨针电极针尖与密闭制备装置上部PDMS盖片的距离为500μm。
试验三得到的磷脂微管的平均长度为440μm，平均直径为4μm；得到的磷脂囊泡的平均直径为30μm。
试验四：一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法，具体是按以下步骤完成的：
一、清洗电极：依次使用无水乙醇和蒸馏水为清洗剂对ITO电极进行超声清洗5min，再使用氮气吹干，得到清洗后的ITO电极；将钨针电极浸泡在铬酸溶液中3h，再用蒸馏水进行冲洗6次，再使用氮气吹干，得到清洗后的钨针电极；
二、制备磷脂干膜：将磷脂溶解到质量分数为99.95％的氯仿中，得到磷脂/氯仿溶液；再将7μL磷脂/氯仿溶液均匀涂覆在清洗后的ITO电极导电面上，室温下自然干燥2h，得到干燥的涂有磷脂的ITO电极；
步骤二中所述的磷脂的质量与氯仿的体积比为10mg:1mL；
三、组装密闭制备装置：将干燥的涂有磷脂的ITO电极与聚四氟乙烯矩形框和PDMS盖片组成密闭制备装置，清洗后的钨针电极垂直通过PDMS盖片，且清洗后的钨针电极进入到密闭制备装置内部中；再在密闭制备装置中注入300μL浓度为0.01mmol/L的NaCl溶液；
四、制备磷脂微管和囊泡：分别将干燥的涂有磷脂的ITO电极和清洗后的钨针电极与信号发生器相连接，在波形为正弦波，交流电压为2.5V，频率为10Hz和时间为300min的条件下，得到磷脂微管和磷脂囊泡。
试验四步骤三中所述的干燥的涂有磷脂的ITO电极与清洗后的钨针电极针尖之间的间距为300μm～1000μm；清洗后的钨针电极针尖与密闭制备装置上部PDMS盖片的距离为500μm～1200μm。
试验四得到的磷脂微管的平均长度为520μm，平均直径为5μm；得到的磷脂囊泡的平均直径为36μm。

Claims (9)

1.一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法，其特征在于一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法具体是按以下步骤完成的：
一、清洗电极：依次使用无水乙醇和蒸馏水为清洗剂对ITO电极进行超声清洗，再使用氮气吹干，得到清洗后的ITO电极；将钨针电极浸泡在铬酸溶液中3h～6h，再用蒸馏水进行冲洗3次～6次，再使用氮气吹干，得到清洗后的钨针电极；
二、制备磷脂干膜：将磷脂溶解到氯仿中，得到磷脂/氯仿溶液；再将1μL～10μL磷脂/氯仿溶液均匀涂覆在清洗后的ITO电极导电面上，室温下自然干燥2h～3h，得到干燥的涂有磷脂的ITO电极；
步骤二中所述的磷脂的质量与氯仿的体积比为(1mg～10mg):1mL；
三、组装密闭制备装置：将干燥的涂有磷脂的ITO电极与聚四氟乙烯矩形框和PDMS盖片组成密闭制备装置，清洗后的钨针电极垂直通过PDMS盖片，且清洗后的钨针电极进入到密闭制备装置内部中；再在密闭制备装置中注入蒸馏水或NaCl溶液；
四、制备磷脂微管和囊泡：分别将干燥的涂有磷脂的ITO电极和清洗后的钨针电极与信号发生器相连接，在波形为正弦波，交流电压为1V～8V，频率为1Hz～1000Hz和时间为180min～300min的条件下，得到磷脂微管和磷脂囊泡；
步骤四得到的磷脂微管的长度为200μm～1300μm，直径为1μm～12μm；得到的磷脂囊泡的直径为15μm～120μm。
2.根据权利要求1所述的一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法，其特征在于步骤一中所述的依次使用无水乙醇和蒸馏水为清洗剂对ITO电极进行超声清洗5min～20min，再使用氮气吹干，得到清洗后的ITO电极。
3.根据权利要求1所述的一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法，其特征在于步骤一中所述的铬酸溶液的质量分数为5％～12％。
4.根据权利要求1所述的一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法，其特征在于步骤二中将5μL～8μL磷脂/氯仿溶液均匀涂覆在清洗后的ITO电极导电面上。
5.根据权利要求1所述的一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法，其特征在于步骤二中所述的氯仿的体积分数为99.95％。
6.根据权利要求1所述的一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法，其特征在于步骤三中所述的密闭制备装置的尺寸为18mm×10mm×1.5mm。
7.根据权利要求1所述的一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法，其特征在于步骤三中所述的NaCl溶液的浓度为0.01mmol/L。
8.根据权利要求1所述的一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法，其特征在于步骤三中所述的在密闭制备装置中注入蒸馏水或NaCl溶液的量为300μL。
9.根据权利要求1所述的一种利用点面电极电场同时制备磷脂微管和囊泡的方法，其特征在于步骤三中所述的干燥的涂有磷脂的ITO电极与清洗后的钨针电极针尖之间的间距为300μm～1000μm；清洗后的钨针电极针尖与密闭制备装置上部PDMS盖片的距离为500μm～1200μm。
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