CN105716923A - 一种聚合物囊泡扫描电镜样品的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于检测技术领域，公开了一种聚合物囊泡扫描电镜样品的制备方法。所述制备方法为：称取重金属盐于溶剂中搅拌或超声溶解均匀，得到染色剂溶液；在扫描电镜的样品台上贴上导电胶，再附着一层基底材料于导电胶上；取聚合物囊泡溶液和所得染色剂溶液滴加于基底材料表面，干燥成膜，得到所述聚合物囊泡扫描电镜样品。相对于传统的制样方法，本方法无需进行喷金处理；进行扫描电镜观察时调焦容易，得到的样品图像分辨率高，能够充分的保持聚合物囊泡的表面细节，避免在制样过程中样品被破坏，可以清晰的观察到聚合物囊泡的球形结构。
Description
技术领域
本发明属于检测技术领域，具体涉及一种聚合物囊泡扫描电镜样品的制备方法。
背景技术
聚合物囊泡是由两亲性嵌段共聚物分子自组装形成一类具有球状中空结构的高分子有序组合体。聚合物囊泡的结构和性质，如稳定性、结构和功能性、膜渗透性，在很大程度上都受到嵌段共聚物的特性影响。一般来说，聚合物囊泡的膜可分为三层：两个亲水层和一个处于内外亲水层间的疏水层，疏水层由于内外表面的亲水层而保持稳定。聚合物囊泡的粒径大小一般为30nm～300nm左右，也有的巨型囊泡粒径大小甚至可达几十微米。与低分子脂质体相比，聚合物囊泡由于是由高分子构成，具有高稳定性；并因其结构特点具有非常广泛的应用，特别是在生物和化学领域有很大的应用潜能。例如：模拟生物膜、药物载体和可控释放、微反应器等。
聚合物囊泡的表面形貌、粒径大小和分布常用显微镜技术来表征。透射电子显微镜(TEM)是表征聚合物囊泡形貌的最有效的手段之一，一般通过负染色技术对聚合物囊泡进行染色，可以在TEM观察中得到清晰且对比度较高的影像。负染色技术的原理是用含有重金属离子的染色剂增强了体系的导电性，从而使图像分辨率提高，有利于对聚合物囊泡的三层膜结构解析。扫描电子显微镜(SEM)是另一种常用的微观形貌表征手段，可以清楚地观察到样品的表面形貌和结构，也被用于表征聚合物囊泡。通常，聚合物囊泡进行扫描电镜样品制备时，由于高分子材料的导电性普遍较差，需对聚合物囊泡样品表面喷金后才能用扫描电镜对聚合物囊泡进行观察。但是，聚合物囊泡扫描电镜样品喷金制备方法存在一定的缺点：由于金颗粒有一定的体积大小，会遮盖一些聚合物囊泡的表面形貌的精细结构，且会影响对纳米尺寸的囊泡的观察，从而造成对聚合物囊泡形貌、尺寸信息的失真；此外，喷金设备不是一般实验室的常用设备，喷金制样往往需要等待一定的时间。因此，急需提出一种快速、简便、能保留表面细微结构信息、可操作性强且不依赖喷金的聚合物囊泡扫描电镜样品的制备方法。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种聚合物囊泡扫描电镜样品的制备方法。所述制备方法根据重金属离子染色高分子材料后可增强体系导电性的原理，对聚合物囊泡进行浸染，获得可直接进行扫描电镜观察的样品。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种聚合物囊泡扫描电镜样品的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)染色剂溶液准备：称取重金属盐于溶剂中搅拌或超声溶解均匀，得到染色剂溶液；
(2)样品台准备：在扫描电镜的样品台上贴上导电胶，再附着一层基底材料于导电胶上；
(3)样品染色、干燥：取聚合物囊泡溶液和步骤(1)所得染色剂溶液滴加于基底材料表面，干燥成膜，得到所述聚合物囊泡扫描电镜样品。所得样品可直接进行扫描电镜的拍摄。
步骤(1)中所述的染色剂溶液是指质量百分含量为0.2％～2％的磷钨酸钠水溶液或质量百分含量为0.25％～2％的乙酸双氧铀溶于乙醇和水的混合溶剂得到的溶液。优选地，所述乙醇和水的混合溶剂中乙醇与水的体积比为4:1。
优选地，步骤(1)所述搅拌的转速为100～800r/min，搅拌时间为5～60min；所述超声的功率为40～100W，超声频率为20～500kHz，超声时间为5～15min。
优选地，步骤(2)中所述的基底材料为载玻片、铝箔、云母片或导电胶。
优选地，步骤(3)所述聚合物囊泡由两亲性嵌段共聚物构成，嵌段共聚物中亲水链段为聚乙二醇(PEG)或聚2-甲基丙烯酸乙氧基磷酸胆碱(PMPC)，疏水链段为聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚2-二异丙胺基乙基甲基丙烯酸酯(PDPA)、聚丁二烯(PBD)或聚苯乙烯(PS)；聚合物囊泡的尺寸为50nm～50μm。
步骤(3)中所述样品染色、干燥的具体过程为：将聚合物囊泡溶液滴在基底上，再滴加染色剂溶液混合，用滤纸吸去过量的混合溶液，使基底上只覆盖一层薄的混合溶液，干燥成膜，得到所述聚合物囊泡扫描电镜样品；或将聚合物囊泡溶液滴在基底上后，先用滤纸吸去多余的聚合物囊泡溶液，待基底上剩余聚合物囊泡溶液干燥后，再滴加染色剂溶液，干燥成膜，得到所述聚合物囊泡扫描电镜样品。
优选地，所述的干燥是指常温下自然干燥或用干燥气体吹干。
与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：
(1)本发明的制样方法快速、简单，操作方便，染色剂易得，且制样周期短；
(2)相对于传统的制样方法，本方法无需进行喷金处理，有效的克服了喷金过程会遮盖一些聚合物囊泡的表面形貌的精细结构，且会影响对纳米尺寸的囊泡的观察，从而造成对聚合物囊泡形貌、尺寸信息的失真的缺点；
(3)本发明所得样品进行扫描电镜观察时调焦容易，得到的样品图像分辨率高，能够充分的保持聚合物囊泡的表面细节，避免在制样过程中样品被破坏，可以清晰的观察到聚合物囊泡的球形结构；
(4)通过本发明的制备方法得到的样品能够观察到亚微米级(特别是100nm以下)小尺寸的聚合物囊泡，有助于分析聚合物囊泡的粒径大小和分布情况。
附图说明
图1为使用传统方法制备的聚合物囊泡的扫描电镜图，放大倍数为5000倍；
图2为本发明实施1例中用磷钨酸钠溶液染色制备的聚合物囊泡的扫描电镜图，放大倍数为5000倍；
图3为本发明实施5例中用乙酸双氧铀溶液染色制备的聚合物囊泡的扫描电镜图，放大倍数为5000倍；
图4为本发明实施6例中用磷钨酸钠溶液染色制备的微米级尺寸的聚合物囊泡的扫描电镜图，放大倍数为2500倍。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)染色剂溶液准备：称取37.5mg磷钨酸钠加入5mL水中，超声10分钟(超声功率为50W，超声频率为300kHz)使其完全溶解，得到浓度为0.75％w/w的磷钨酸钠染色剂溶液。
(2)样品台准备：在扫描电镜的铝质圆型样品台上贴上导电胶，再附着一片直径为12mm的圆形载玻片。
(3)样品染色、干燥：将50μLPEG-PCL嵌段共聚物构成的纳米级聚合物囊泡溶液滴在载玻片上，再滴加10μL染色剂溶液；用滤纸轻微接触吸去过量的混合溶液，使基底上覆盖一层薄的混合溶液，并常温下使其干燥成膜，得到扫描电镜样品，此时可以进行扫描电镜的拍摄。本实施例得到的样品扫描电镜图如图2所示，纳米囊泡被染色后呈高亮白色，并可进行尺寸和分布的分析。相比通过传统喷金方法得到的样品的扫描电镜图(如图1所示)，本发明所得样品图像分辨率高，能够充分的保持聚合物囊泡的表面细节，并可以清晰的观察到聚合物囊泡的球形结构。
实施例2
(1)染色剂溶液准备：称取12.5mg磷钨酸钠加入5mL水中，超声5分钟(超声功率为60W，超声频率为300kHz)使其完全溶解，得到浓度为0.25％w/w的磷钨酸钠染色剂溶液。
(2)样品台准备：在扫描电镜的铝质圆型样品台上贴上导电胶，再附着一片直径略小于样品台面积的云母片。
(3)样品染色、干燥：将50μLPEG-PCL嵌段共聚物构成的纳米级聚合物囊泡溶液滴在载玻片上，再滴加10μL染色剂溶液；用滤纸轻微接触吸去过量的混合溶液，使基底上覆盖一层薄的混合溶液，并常温下使其干燥成膜，得到扫描电镜样品，此时可以进行扫描电镜的拍摄。
实施例3
(1)染色剂溶液准备：称取37.5mg磷钨酸钠加入5mL水中，搅拌均匀(搅拌速率为500r/min，搅拌时间为30min)，得到浓度为0.75％w/w的磷钨酸钠染色剂溶液。
(2)样品台准备：在扫描电镜的铝质圆型样品台上贴上导电胶，再附着一片直径略小于样品台面积的铝箔。
(3)样品染色、干燥：将50μLPEG-PLA嵌段共聚物构成的纳米级聚合物囊泡溶液滴在载玻片上，再滴加10μL染色剂溶液；用滤纸轻微接触吸去过量的混合溶液，使基底上覆盖一层薄的混合溶液，并常温下使其干燥成膜，得到扫描电镜样品，此时可以进行扫描电镜的拍摄。
实施例4
(1)染色剂溶液准备：称取37.5mg磷钨酸钠加入5mL水中，超声10分钟(超声功率为50W，超声频率为300kHz)使其完全溶解，得到浓度为0.75％w/w的磷钨酸钠染色剂溶液。
(2)样品台准备：在扫描电镜的铝质圆型样品台上贴上导电胶，将导电胶作为基底。
(3)样品染色、干燥：将50μLPEG-PLA嵌段共聚物构成的纳米级聚合物囊泡溶液滴在载玻片上，再滴加10μL染色剂溶液；用滤纸轻微接触吸去过量的混合溶液，使基底上覆盖一层薄的混合溶液，并常温下使其干燥成膜，得到扫描电镜样品，此时可以进行扫描电镜的拍摄。
实施例5
(1)染色剂溶液准备：称取1mg乙酸双氧铀溶解在1g混合溶剂(4:1的乙醇/水，v/v)中，超声10分钟(超声功率为50W，超声频率为300kHz)使其完全溶解，得到浓度为1％w/w的乙酸双氧铀溶液。
(2)样品台准备：在扫描电镜的铝质圆型样品台上贴上导电胶，再附着一片直径为12mm的圆形载玻片。
(3)样品染色、干燥：将50μLPEG-PCL嵌段共聚物构成的纳米级聚合物囊泡溶液滴在载玻片上，再滴加10μL染色剂溶液；用滤纸轻微接触吸去过量的混合溶液，使基底上覆盖一层薄的混合溶液，并常温下使其干燥成膜，得到扫描电镜样品，此时可以进行扫描电镜的拍摄。如图3所示，纳米囊泡被染色后呈低光暗灰色，并可进行尺寸和分布的分析。
实施例6
(1)染色剂溶液准备：称取37.5mg磷钨酸钠加入5mL水中，超声10分钟(超声功率为50W，超声频率为300kHz)使其完全溶解，得到浓度为0.75％w/w的磷钨酸钠染色剂溶液。
(2)样品台准备：在扫描电镜的铝质圆型样品台上贴上导电胶，再附着一片直径为12mm的圆形载玻片。
(3)样品染色、干燥：将50μLPEG-PLA嵌段共聚物构成的微米级聚合物囊泡溶液滴在载玻片上，再滴加10μL染色剂溶液；用滤纸轻微接触吸去过量的混合溶液，使基底上覆盖一层薄的混合溶液，并常温下使其干燥成膜，得到扫描电镜样品，此时可以进行扫描电镜的拍摄。如图4所示，囊泡表面的细微结构都可很好地被扫描电镜观察到。
实施例7
(1)染色剂溶液准备：称取37.5mg磷钨酸钠加入5mL水中，超声10分钟(超声功率为50W，超声频率为300kHz)使其完全溶解，得到浓度为0.75％w/w的磷钨酸钠染色剂溶液。
(2)样品台准备：在扫描电镜的铝质圆型样品台上贴上导电胶，再附着一片直径为12mm的圆形载玻片。
(3)样品染色、干燥：将50μLPMPC-PDPA嵌段共聚物构成的纳米级聚合物囊泡溶液滴在载玻片上，再滴加10μL染色剂溶液；用滤纸轻微接触吸去过量的混合溶液，使基底上覆盖一层薄的混合溶液，并常温下使其干燥成膜，得到扫描电镜样品，此时可以进行扫描电镜的拍摄。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种聚合物囊泡扫描电镜样品的制备方法，其特征在于包括以下制备步骤：
(1)染色剂溶液准备：称取重金属盐于溶剂中搅拌或超声溶解均匀，得到染色剂溶液；
(2)样品台准备：在扫描电镜的样品台上贴上导电胶，再附着一层基底材料于导电胶上；
(3)样品染色、干燥：取聚合物囊泡溶液和步骤(1)所得染色剂溶液滴加于基底材料表面，干燥成膜，得到所述聚合物囊泡扫描电镜样品；
步骤(1)中所述的染色剂溶液是指质量百分含量为0.2％～2％的磷钨酸钠水溶液或质量百分含量为0.25％～2％的乙酸双氧铀溶于乙醇和水的混合溶剂得到的溶液。
2.根据权利要求1所述的一种聚合物囊泡扫描电镜样品的制备方法，其特征在于：所述乙醇和水的混合溶剂中乙醇与水的体积比为4:1。
3.根据权利要求1所述的一种聚合物囊泡扫描电镜样品的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述搅拌的转速为100～800r/min，搅拌时间为5～60min；所述超声的功率为40～100W，超声频率为20～500kHz，超声时间为5～15min。
4.根据权利要求1所述的一种聚合物囊泡扫描电镜样品的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的基底材料为载玻片、铝箔、云母片或导电胶。
5.根据权利要求1所述的一种聚合物囊泡扫描电镜样品的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述聚合物囊泡由两亲性嵌段共聚物构成，嵌段共聚物中亲水链段为聚乙二醇或聚2-甲基丙烯酸乙氧基磷酸胆碱，疏水链段为聚乳酸、聚己内酯、聚2-二异丙胺基乙基甲基丙烯酸酯、聚丁二烯或聚苯乙烯；聚合物囊泡的尺寸为50nm～50μm。
6.根据权利要求1所述的一种聚合物囊泡扫描电镜样品的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述样品染色、干燥的具体过程为：将聚合物囊泡溶液滴在基底上，再滴加染色剂溶液混合，用滤纸吸去过量的混合溶液，使基底上只覆盖一层薄的混合溶液，干燥成膜，得到所述聚合物囊泡扫描电镜样品；或将聚合物囊泡溶液滴在基底上后，先用滤纸吸去多余的聚合物囊泡溶液，待基底上剩余聚合物囊泡溶液干燥后，再滴加染色剂溶液，干燥成膜，得到所述聚合物囊泡扫描电镜样品。
7.根据权利要求6所述的一种聚合物囊泡扫描电镜样品的制备方法，其特征在于：所述的干燥是指常温下自然干燥或用干燥气体吹干。
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