氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的制備與表征

1、<p>　　單位代碼 10006 </p><p>　　學(xué) 號 39051418 </p><p>　　1分類號 V211 </p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p>　　氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的制備與表征&

2、lt;/p><p><b>　　2014年 6月 </b></p><p>　學(xué)院名稱生物與醫(yī)學(xué)工程</p><p>　專業(yè)名稱生物工程</p><p>　學(xué)生姓名劉 冬</p><p>　指導(dǎo)教師宋 崴</p><p><b>　　北京航空航天大學(xué)</b&

3、gt;</p><p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　Ⅰ、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：</p><p>　　氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的制備與表征 </p><p>　　Ⅱ、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用的原始資料（數(shù)據(jù)）及設(shè)計(jì)技

4、術(shù)要求：</p><p>　　論文資料與部分書籍是從校圖書館和中國期刊網(wǎng)上下載獲得，主要參考文獻(xiàn)有1. 雙親性氧化石墨烯的合成及生物相容， 2. 羧基功能化石墨烯及其殼聚糖復(fù)合膜的制備與性能， 3. 石墨烯及其復(fù)合材料的制備及性能研究進(jìn)展， 4. 殼聚糖/氧化石墨烯納米復(fù)合材料的形態(tài)和力學(xué)性能研究. 化學(xué)學(xué)報(bào)。通過以上文獻(xiàn)的細(xì)致閱讀，仔細(xì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　在生物實(shí)驗(yàn)室504房

5、間進(jìn)行殼聚糖氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的制備和表征，該實(shí)驗(yàn)室擁有紅外分析儀等表征設(shè)備；在410完成體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)。擁有流式細(xì)胞儀等設(shè)備，可以完全滿足畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本教學(xué)要求的條件和措施。 </p><p>　?、蟆厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容：</p><p>　　1. 制

6、備不同濃度混合比例的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料</p><p>　　2. 采用紅外分析儀對不同濃度混合比例的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料進(jìn)行表征</p><p>　　3. 將不同濃度混合比例的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料與細(xì)胞共培養(yǎng)，分析氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的生物相容性</p><p><b>　　Ⅳ、主要參考資料：</b></p>

7、;<p>　　[1].M Zhang; X H Li; Y D Gong; N M Zhao; X F Zhang. Properties and biocompatibility of chitosan ?lms modi?ed by blending with PVA and chemically crosslinked: Journal Article; Research Support, Non-U.S. Gov

8、't. 2002, 0142-9612</p><p>　　[2].E.S. Abdel-Halim, F.A. Abdel-Mohdy, Salem S. Al-Deyab. Chitosan and monochlorotriazinyl- -cyclodextrin finishes improve antistatic properties of cotton/polyester blend a

9、nd polyester fabrics. Carbohydrate Polymers 82 (2010) 202–208 </p><p>　　[3].Boddu VM, Abburi K, Talbott JL, Smith ED, Removal of Hexavalent Chromium from Wastewater Using a New Composite Chitosan Biosorben

10、t . Environ Sci Technol. 2003 Oct 1;37(19):4449-56.</p><p>　　[4].C.Q. Qin, Y.M. Dua, L. Xiao. Effect of hydrogen peroxide treatment on the molecular weight and structure of chitosan. Polymer Degradation and

11、 Stability 76 (2002) 211–218. </p><p>　　[5].李搖寧，唐明亮，靳搖剛，程國勝. 雙親性氧化石墨烯的合成及生物相容. 高 等 學(xué) 校 化 學(xué) 學(xué) 報(bào)，2013，10.7503</p><p>　

12、　[6].宋秋生, 李萌, 張愷, 許順, 鐘振彪. 羧基功能化石墨烯及其殼聚糖復(fù)合膜的制備與性能. 功能高分子學(xué)報(bào), 1008-935788-04</p><p>　　[7].趙遠(yuǎn)，黃偉九. 石墨烯及其復(fù)合材料的制備及性能研究進(jìn)展. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào). 1674-8425(2011)07-0064-0</p><p>　　[8].趙 茜, 邱東方, 王曉燕, 劉天西. 殼聚糖/氧化石墨烯

13、納米復(fù)合材料的形態(tài)和力學(xué)性能研究. 化學(xué)學(xué)報(bào). No. 10, 1259～1263 </p><p>　　[9].李旭，趙衛(wèi)峰，

14、陳國華. 石墨烯的制備與表征研究. 材料導(dǎo)報(bào)2008年8月第22卷第8期</p><p>　　[10].陳建光. 殼聚糖/氧化石墨烯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和性能研究. 重慶電子工程職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 1674－5787（2011）01－0153－02</p><p>　　[11].馬海冰, 邰志新, 孫東飛, 齊元園, 劉斌, 閻興斌. 聚乳酸/ 納米羥基磷灰石/ 氧化石墨烯納米復(fù)合膜的制備及生物性能研

15、究. </p><p>　　[12].張謙, 吳抒遙, 何茂偉, 張玲, 劉洋. 金納米粒子-殼聚糖-石墨烯納米復(fù)合材料的制備及其在生物電化學(xué)中的應(yīng)用. 化學(xué)學(xué)報(bào). 10.6023/A12060284 </p><p>　　生物與醫(yī)學(xué)工程

16、 院（系） 生物工程 專業(yè)類 3910 班</p><p>　　學(xué)生 劉冬 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時間： 自 年 月 日至 年 月 日</p><p>　　答辯時間： 年 月 日 成績 &

17、lt;/p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　兼職教師或答疑教師（并指出所負(fù)責(zé)部分）：</p><p>　　教研室主任 </p><p><b>　　本人聲明</b></p><p>　　我聲明，本論文及其研究工

18、作是有本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。</p><p><b>　　作者：劉冬</b></p><p><b>　　簽字：</b></p><p>　　時間：2014年6月</p><p>　　氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的制備與表征</p>

19、<p>　　學(xué) 生：劉 冬</p><p><b>　　指導(dǎo)教師：宋 崴</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　復(fù)合材料在性能上互相取長補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。殼聚糖材料良好的生物相容性，氧化石墨烯具有一定的硬

20、度強(qiáng)度，氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料能很好的結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)制備了氧化石墨烯不同含量的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料，通過紅外光譜儀證明不同含量的氧化石墨烯，并不會對氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的官能團(tuán)產(chǎn)生影響；通過拉伸實(shí)驗(yàn)證明氧化石墨烯含量越高，氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高，韌性降低；通過細(xì)胞共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)證明了氧化石墨烯含量越高，氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的生物相容性越差。&

21、lt;/p><p>　　關(guān)鍵詞：氧化石墨烯，殼聚糖，紅外表征，B細(xì)胞生長</p><p>　　Preparation and characterization of Graphene oxide- chitosan composite material </p><p>　　Author: Liu Dong</p><p>　　Tutor:

22、Song Wei</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Learn from each other in the performance of composite materials with each other to produce a synergistic effect, the overall performance is

23、 better than the original composition of the composite material to meet various requirements. Chitosan is a biocompatible material, graphene oxide has a certain strength, graphene oxide - chitosan composite material can

24、be well combined with the advantages of both. </p><p>　　The graduation project prepared by different amounts of graphene oxide in the graphene oxide - chitosan composite materials. We proved that different l

25、evel of grapheme oxide does not impact the functional groups of graphene oxide - chitosan composite materials by infrared spectroscopy. We proved that graphene oxide - chitosan composite materials tensile strength increa

26、se as the grapheme oxide content is higher. We also proved that as the level of grapheme oxide is higher, the grapheme oxide-chit</p><p>　　Key words: Graphene oxide， Chitosan， Infrared Characterization， Grow

27、th of B cell</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1課題背景和目的</p><p>　　1.1.1復(fù)合材料的研究意義</p><p>　　復(fù)合材料(Composite materials)，是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料

28、。各種材料在性能上互相取長補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。</p><p>　　現(xiàn)代高科技的發(fā)展離不開復(fù)合材料，復(fù)合材料對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有著十分重要的作用。復(fù)合材料的研究深度和應(yīng)用廣度及其生產(chǎn)發(fā)展的速度和規(guī)模，已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一?，F(xiàn)階段，我國復(fù)合材料行業(yè)面臨一個新的大發(fā)展時期，在巨大的市場需求牽引下，復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有很廣闊的發(fā)展

29、空間。從2010年年初起，國家發(fā)改委、科技部、財(cái)政部、工信部四部委聯(lián)合制定下發(fā)了《關(guān)于加快培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》代擬稿，經(jīng)過半年的意見征求，主要領(lǐng)域從7個擴(kuò)為9個，其中“新材料”中分列了特種功能和高性能復(fù)合材料兩項(xiàng)。</p><p>　　復(fù)合材料是一種混合物。在很多領(lǐng)域都發(fā)揮了很大的作用，代替了很多傳統(tǒng)的材料。復(fù)合材料按其組成分為金屬與金屬復(fù)合材料、非金屬與金屬復(fù)合材料、非金屬與非金屬復(fù)合材料。按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又

30、分為：①纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。將各種纖維增強(qiáng)體置于基體材料內(nèi)復(fù)合而成。如纖維增強(qiáng)塑料、纖維增強(qiáng)金屬等。②夾層復(fù)合材料。由性質(zhì)不同的表面材料和芯材組合而成。通常面材強(qiáng)度高、薄；芯材質(zhì)輕、強(qiáng)度低，但具有一定剛度和厚度。分為實(shí)心夾層和蜂窩夾層兩種。③細(xì)粒復(fù)合材料。將硬質(zhì)細(xì)粒均勻分布于基體中，如彌散強(qiáng)化合金、金屬陶瓷等。④混雜復(fù)合材料。由兩種或兩種以上增強(qiáng)相材料混雜于一種基體相材料中構(gòu)成。與普通單增強(qiáng)相復(fù)合材料比，其沖擊強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和斷裂韌性顯著

31、提高，并具有特殊的熱膨脹性能。分為層內(nèi)混雜、層間混雜、夾芯混雜、層內(nèi)/層間混雜和超混雜復(fù)合材料。</p><p>　　復(fù)合材料中以纖維增強(qiáng)材料應(yīng)用最廣、用量最大。其特點(diǎn)是比重小、比強(qiáng)度和比模量大。例如碳纖維與環(huán)氧樹脂復(fù)合的材料，其比強(qiáng)度和比模量均比鋼和鋁合金大數(shù)倍，還具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、減摩耐磨、自潤滑、耐熱、耐疲勞、耐蠕變、消聲、電絕緣等性能。石墨纖維與樹脂復(fù)合可得到熱膨脹系數(shù)幾乎等于零的材料。纖維增強(qiáng)材料的

32、另一個特點(diǎn)是各向異性，因此可按制件不同部位的強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)纖維的排列。以碳纖維和碳化硅纖維增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料，在500℃時仍能保持足夠的強(qiáng)度和模量。碳化硅纖維與鈦復(fù)合，不但鈦的耐熱性提高，且耐磨損，可用作發(fā)動機(jī)風(fēng)扇葉片。碳化硅纖維與陶瓷復(fù)合， 使用溫度可達(dá)1500℃，比超合金渦輪葉片的使用溫度（1100℃）高得多。碳纖維增強(qiáng)碳、石墨纖維增強(qiáng)碳或石墨纖維增強(qiáng)石墨，構(gòu)成耐燒蝕材料，已用于航天器、火箭導(dǎo)彈和原子能反應(yīng)堆中。非金屬基復(fù)合材料由于密

33、度小，用于汽車和飛機(jī)可減輕重量、提高速度、節(jié)約能源。用碳纖維和玻璃纖維混合制成的復(fù)合材料片彈簧，其剛度和承載能力與重量大5倍多的鋼片彈簧相當(dāng)。</p><p>　　1.1.2氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的研究意義</p><p>　　殼聚糖(Chitosan)是甲殼素(chitin)脫去部分乙?；蟮漠a(chǎn)物，是一種常見的天然高分子，也是一種氨基葡糖與N-乙酰葡糖胺的共聚物。殼聚糖分子中含有大量

34、的氨基和羥基，因此其化學(xué)性質(zhì)很活潑，可進(jìn)行?；?、羧基化、醚化、烷基化、酯化和鹵化等多種化學(xué)反應(yīng)， 據(jù)此可制備出多種殼聚糖衍生物，從而賦予其更多的特殊功能。殼聚糖具有良好的生物相容性、可降解性以及抗菌、止血和促進(jìn)傷口愈合等功能，并具有良好的成膜性、吸附性、透氣性和滲透性。殼聚糖的這些優(yōu)良性能，使其在水處理和造紙[1]、食品保鮮膜[2]、硬組織修復(fù)[3]、藥物緩釋[4]和生物診斷檢測材料[5]等眾多方面得到了廣泛的應(yīng)用。</p>

35、<p>　　殼聚糖和碳納米粒子(如碳納米管)復(fù)合材料的研究引起人們廣泛的關(guān)注[6]， 例如， 人們設(shè)計(jì)了各種各樣的生物電化學(xué)裝置(如電化學(xué)傳感器和生物傳感器等)[7～9]，以改善其生物活性和光電等性能。此外，殼聚糖/碳納米粒子復(fù)合材料也可應(yīng)用于抗菌纖維、基因治療及藥物釋放，人工血管制備等方面。目前，碳納米粒子和殼聚糖復(fù)合材料的制備方法主要有溶液共混法[10]、電化學(xué)沉積法[11]、逐層自組裝法[12]、靜電紡絲法[13～1

36、5]、溶膠-凝膠法[16，17]、表面沉積交聯(lián)法[18]和共價(jià)接枝法[19，20]。近年來，新型碳納米材料石墨烯的發(fā)現(xiàn)及其自身的優(yōu)異特性使其逐漸被人們用來制備高性能、多功能的納米復(fù)合材料。利用殼聚糖的良好生物相容性，再結(jié)合石墨烯材料能與殼聚糖材料互補(bǔ)作用，可以提高氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的力學(xué)性能，并且能制作出生物相容性較好的生物材料。</p><p><b>　　1.1.3課題目的</b>

37、;</p><p>　　1. 制備不同濃度混合比例的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料</p><p>　　2. 對不同濃度混合比例的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料進(jìn)行紅外表征</p><p>　　3. 氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的力學(xué)性能檢測</p><p>　　4. 研究不同濃度混合比例的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料對細(xì)胞生長的影響</p>

38、<p>　　1.2國內(nèi)外研究狀況</p><p>　　石墨烯是近年來發(fā)現(xiàn)的一種帶有特殊單原子層結(jié)構(gòu)的新型二維平面納米材料, 具有化學(xué)穩(wěn)定性高、導(dǎo)電性能好、比表面積大等特性。目前, 其合成、改性與應(yīng)用研究已成為國內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)之一。近年來, 人們已在石墨烯的制備方面取得了顯著進(jìn)展, 發(fā)展了機(jī)械剝離、晶體外延生長、化學(xué)氣相沉積和有機(jī)合成等多種新技術(shù)。引入特定的官能團(tuán)是目前進(jìn)行石墨烯改性的主要途徑之一。如

39、Wang 等以氧化石墨為原料, 利用離子鍵先將其與聚苯乙烯磺酸鈉和十八胺反應(yīng)并采用水合肼還原, 制得了親水親油型的功能化石墨烯。Zhang 等將氧化完全的石墨烯經(jīng)熱剝離和還原制備了石墨烯納米片, 改善了其與聚對苯二甲酸乙二醇酯( PET) 的相容性。</p><p>　　石墨烯結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。迄今為止，研究者仍未發(fā)現(xiàn)石墨烯中有碳原子缺失的情況。石墨烯中各碳原子之間的連接非常柔韌，當(dāng)施加外部機(jī)械力時，碳原子面就彎曲變

40、形，從而使碳原子不必重新排列來適應(yīng)外力，也就保持了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。這種穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)使碳原子具有優(yōu)秀的導(dǎo)電性。石墨烯中的電子在軌道中移動時，不會因晶格缺陷或引入外來原子而發(fā)生散射。由于原子間作用力十分強(qiáng)，在常溫下，即使周圍碳原子發(fā)生擠撞，石墨烯中電子受到的干擾也非常小。</p><p>　　殼聚糖(chitosan)又稱脫乙酰甲殼素，是由自然界廣泛存在的幾丁質(zhì)(chitin)經(jīng)過脫乙酰作用得到的，化學(xué)名稱為聚葡萄糖胺(

41、1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。這種天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等優(yōu)良性能被各行各業(yè)廣泛關(guān)注，在醫(yī)藥、食品、化工、化妝品、水處理、金屬提取及回收、生化和生物醫(yī)學(xué)工程等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用研究取得了重大進(jìn)展。</p><p>　　殼聚糖具有很好的生物特性：</p><p><b>　　1、控制膽固醇　</b></p><

42、;p>　　人類健康的最大問題之一是膽固醇，它導(dǎo)致許多嚴(yán)重的疾病。殼聚糖有兩個機(jī)制降低膽固醇。一個是阻止脂肪的吸收，另一個是將人體血液內(nèi)的膽固醇排泄掉。首先，殼聚糖抑制那些助于脂肪吸收的脂肪酶的活性。脂肪酶分解脂肪使人體進(jìn)行吸收。另外一個是排泄膽酸。一旦膽酸排泄，則血液中的膽固醇被用于制造膽酸。這兩種機(jī)制使得殼聚糖成為強(qiáng)膽固醇清除劑。殼聚糖是一種天然材料，具有強(qiáng)大的陰離子吸附力，適用于降低膽固醇而沒有任何副作用。</p>

43、<p><b>　　2、抑制細(xì)菌活性　</b></p><p>　　殼聚糖在弱酸溶劑中易于溶解，特別值得指出的是溶解后的溶液中含有氨基（NH2+），這些氨基通過結(jié)合負(fù)電子來抑制細(xì)菌。殼聚糖的抑制細(xì)菌活性，使其在醫(yī)藥、紡織和食品等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　3、預(yù)防和控制高血壓　</p><p>　　對高血壓最有影響力

44、的因素之一就是氯離子（cl-）。它通常通過食鹽攝入。2010年以來許多人都過量消費(fèi)鹽。血管緊縮素轉(zhuǎn)換酶（ACE:Angiotensin Converting Enzyme）產(chǎn)生血管緊縮素II，一種引起血管收縮的材料，其活力來自氯離子。高分子殼聚糖象膳食纖維一樣發(fā)揮作用，在腸內(nèi)不被吸收。殼聚糖通過自身的氯離子和氨根離子之間的吸附作用，排泄氯離子。因此，殼聚糖降低血管緊縮素II。它有助于防止高血壓，特別是那些過量攝入食鹽的人群。</p

45、><p><b>　　4、免疫效果</b></p><p>　　殼聚糖具有更高的蛋白吸附能力；在降解酶（溶解酵素lysozyme、kitinase）的作用下，殼聚糖具降解性；　殼聚糖很容易加工成線，適合做成線狀或片狀的醫(yī)用材料；殼聚糖具有親和力和溶解性，適用于生產(chǎn)各類衍生物；　殼聚糖具有更高的化學(xué)活性；　殼聚糖的持水性高；在血清中，殼聚糖易降解吸收；殼聚糖具有更高的生物降

46、解性；殼聚糖表現(xiàn)出有選擇性的高度抑制口腔鏈球菌生長的作用，同時并不影響其他有益細(xì)菌的生長。</p><p>　　殼聚糖凝膠可作為牙抗菌素的載體，具有止血、消炎和傷口愈合的功能；可降低血清和肝臟中的膽固醇濃度,用于降膽固醇劑。殼聚糖能強(qiáng)化肝臟機(jī)能,防止由于過量飲酒引起的肝臟宿醉，并對殘留在體內(nèi)的重金屬、毒素、農(nóng)藥、化學(xué)色素具有吸附和排泄的功效。癌癥患者服用殼聚糖后，可激活體內(nèi)具有免疫功能的淋巴細(xì)胞,使其能分辨正常細(xì)

47、胞和癌細(xì)胞，并殺死癌細(xì)胞。殼聚糖能調(diào)節(jié)體內(nèi)的pH值到弱堿性，提高胰島素的利用率,有利于防治糖尿病。此外，它還具有調(diào)節(jié)內(nèi)分泌系統(tǒng)的功能，使胰島素分泌正常，抑制血糖升高，降低血脂。</p><p>　　目前國內(nèi)外有大量報(bào)道，關(guān)于氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的合成，但是這些報(bào)道一般都是單單針對于復(fù)合材料的合成與力學(xué)性能的檢測，而且對于氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的合成方法也是多種多樣，例如溶液共混法[10]、電化學(xué)沉積法[

48、11]、逐層自組裝法[12]、靜電紡絲法[13～15]、溶膠-凝膠法[16，17]、表面沉積交聯(lián)法[18]和共價(jià)接枝法[19，20]等。不同的制備方法會導(dǎo)致氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料具有不同的性能。由氧化法獲得的石墨烯具有一定的結(jié)構(gòu)缺陷(含有一些化學(xué)基團(tuán)),致使用于電子器件時有一定困難[21]，但是作為納米復(fù)合材料的增強(qiáng)相，這些結(jié)構(gòu)缺陷的存在可提高石墨烯與基體材料之間的界面相互作用，并改善納米復(fù)合材料的力學(xué)等綜合物理性能[22～25]，

49、 從而拓寬二維石墨烯納米材料的研究和應(yīng)用領(lǐng)域.但是對于氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料對細(xì)胞生長的影響的研究，卻幾乎空白。殼聚糖具有良好的生物相容性，結(jié)合氧化石墨烯使得其復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能。所以氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料具有潛在的生物材料應(yīng)用前景，本實(shí)驗(yàn)首次對其進(jìn)行了細(xì)胞生長實(shí)驗(yàn)，并給出了最佳的氧化石墨烯濃度混合比例的復(fù)合材料。</p><p><b>　　1.3課題研究方法</b><

50、;/p><p>　　1 利用溶液共混法制備氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料。制備三種不同濃度的氧化石墨烯濃度的溶液，進(jìn)而制作出10ng/μm、100ng/μm、1000 ng/μm濃度氧化石墨烯的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料。</p><p>　　2 用紅外分析儀分析不同濃度的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的官能團(tuán)組分，判定不同濃度的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料是否分布均勻，是否具有相同的官能團(tuán)。紅外線氣體

51、分析儀，是利用紅外線進(jìn)行氣體分析。它基于待分析組分的濃度不同，吸收的輻射能不同．剩下的輻射能使得檢測器里的溫度升高不同，動片薄膜兩邊所受的壓力不同，從而產(chǎn)生一個電容檢測器的電信號。這樣，就可間接測量出待分析組分的濃度。</p><p>　　3 測定不同濃度的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的力學(xué)性能。</p><p>　　4 細(xì)胞計(jì)數(shù)、胞外染色，不同的細(xì)胞表面具有不同的表面分子，用熒光標(biāo)記的抗體

52、去特異性的結(jié)合細(xì)胞表面的表面分子，相當(dāng)于給細(xì)胞標(biāo)記上熒光。再用流式細(xì)胞儀檢測帶有熒光標(biāo)記的細(xì)胞，可以對其進(jìn)行計(jì)數(shù)。</p><p>　　1.4論文的構(gòu)成以及研究內(nèi)容</p><p>　　1. 制備不同濃度混合比例的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料</p><p>　　2. 采用紅外分析儀對氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料進(jìn)行表征</p><p>　　3.

53、 將氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料與細(xì)胞共培養(yǎng)，分析氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料對細(xì)胞生長的影響</p><p>　　2 氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的合成</p><p><b>　　2.1 材料與儀器</b></p><p>　　2.1.1試劑與材料</p><p>　　蒸餾水，殼聚糖粉，氧化石墨烯，甲酸，</p&g

54、t;<p>　　2.1.2儀器與設(shè)備</p><p>　　超聲儀，離心管，離心機(jī)，電子天平，玻璃片，玻璃棒</p><p><b>　　2.2 實(shí)驗(yàn)步驟</b></p><p>　　1. 取10mg GO， 溶于100ml蒸餾水里，超聲振蕩120分鐘，使氧化石墨烯均勻分布在水里。</p><p>　　2.

55、把100ml氧化石墨烯溶液分成25ml，2.5ml，0.25ml三份。</p><p>　　3. 在三個離心管中，均加水稀釋到25ml。</p><p>　　4. 向溶液中加入一定量的甲酸，用于溶解殼聚糖粉末。</p><p>　　5. 向三個離心管中加入1.75g殼聚糖。</p><p>　　6. 用玻璃棒攪拌氧化石墨烯-殼聚糖溶液。<

56、;/p><p>　　7. 將混合溶液在3000r/min轉(zhuǎn)速下離心5分鐘，得到混合均勻的氧化石墨烯-殼聚糖溶液</p><p>　　8. 用玻璃片蘸取混合液，放在塑料上晾干。</p><p>　　9. 兩天后，可以得到晾干后的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料</p><p><b>　　2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論</b></p>

57、<p>　　最終得到了氧化石墨烯含量為1ng/μl，10 ng/μl，100 ng/μl的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料</p><p>　　3 氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的紅外光譜表征</p><p><b>　　3.1紅外光譜原理</b></p><p>　　紅外吸收光譜分析方法主要是依據(jù)分子內(nèi)部原子間的相對振動和分子轉(zhuǎn)動等信息

58、進(jìn)行物質(zhì)測試的方法。</p><p>　　利用物質(zhì)分子對紅外輻射的吸收，并由其振動及轉(zhuǎn)動運(yùn)動引起偶極矩的凈變化，使得分子由基態(tài)振動和轉(zhuǎn)動能級躍遷到激發(fā)態(tài)，獲得分子的振動-轉(zhuǎn)動光譜，即紅外吸收光譜。它反映了分子中各基團(tuán)的振動特征。</p><p>　　由于不同分子的振動能級和轉(zhuǎn)動能級不同，能級間的能量差值不同，不同物質(zhì)對紅外光的吸收波長必然不同。所以根據(jù)物質(zhì)的紅外吸收波長就可對物質(zhì)進(jìn)行定性分

59、析。同時，物質(zhì)對紅外輻射的吸收符合朗伯-比爾定律，故可用于定量分析。</p><p><b>　　紅外吸收的條件</b></p><p>　　1）某紅外光剛好能滿足物質(zhì)振動能級躍遷時所需要的能量。</p><p>　　2）紅外光與物質(zhì)之間有耦合作用。即分子的振動必須是能引起偶極矩變化的紅外活性振動。</p><p>　　

60、當(dāng)物質(zhì)受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射時，分子吸收了某些頻率的輻射，并由其振動或轉(zhuǎn)動運(yùn)動引起偶極矩的凈變化，產(chǎn)生分子振動和轉(zhuǎn)動能級從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的躍遷，使相應(yīng)于這些吸收區(qū)域的透射光強(qiáng)度減弱。記錄紅外光的百分透射比（吸光度）與波數(shù)或波長的關(guān)系曲線，就得到紅外吸收光譜。</p><p>　　影響基團(tuán)頻率發(fā)生位移的因素：</p><p>　　電子效應(yīng) 包括誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)和中介效應(yīng)，它們都是由于化

61、學(xué)鍵的電子分布不均勻引起的。</p><p>　　氫鍵效應(yīng) 氫鍵對紅外光譜的主要作用是使峰變寬，使基團(tuán)頻率發(fā)生位移。</p><p>　　振動的耦合效應(yīng) 兩個化學(xué)鍵或基團(tuán)的振動頻率相近（或相等），位置上直接相連或接近時，它們之間的相互作用使原來的譜帶分裂成兩個峰，一個頻率比原來的譜帶高，一個頻率低于原來譜帶，這就稱為振動耦合。</p><p>　　物態(tài)的影響（包括試

62、樣的狀態(tài)、粒度、溫度）和溶劑（溶劑和溶質(zhì)的相互作用不同，因此測得光譜吸收帶的頻率也不同）的影響；樣品的制樣方法也會引起紅外光譜吸收頻率的改變。</p><p>　　紅外光譜吸收區(qū)域的劃分: </p><p>　　1）3750-2500cm-1區(qū)，此區(qū)為各類A-H單鍵的伸縮振動區(qū)（包括C-H、O-H、X-H的吸收帶）。3000cm-1以上為不飽和碳的C-H鍵伸縮振動區(qū)，而3000cm-1以下

63、為飽和碳的C-H鍵伸縮振動區(qū)。</p><p>　　2）2500-2000cm-1區(qū)，是三鍵和累積雙鍵的伸縮振動區(qū)，包括碳碳叁鍵，碳氮三鍵，C=C=O等基團(tuán)以及X-H基團(tuán)化合物的伸縮振動。</p><p>　　3）2000-1300cm-1區(qū)，是雙鍵伸縮振動區(qū)，C=O鍵在此區(qū)有一強(qiáng)吸收峰，其位置按酸酐、酯、醛酮、酰胺等不同而異。在1650-1550cm-1處還有N-H鍵的彎曲振動吸收峰。&

64、lt;/p><p>　　4）1300-667cm-1區(qū)，包括C-H鍵的彎曲振動。此曲在鑒別鏈的長短、烯烴雙鍵取代強(qiáng)度、構(gòu)型基本換取待機(jī)位置等方面可提供有用的信息。</p><p>　　3.2傅里葉紅外光譜儀</p><p>　　3.2.1傅立葉變換紅外光譜儀組成部件</p><p>　　Fourier變換 紅外光譜儀 沒有色散元件，主要由光源（硅

65、碳棒、高壓汞燈）、Michelson干涉儀、檢測器、計(jì)算機(jī)和記錄儀組成。</p><p>　　核心部分為Michelson干涉儀，它將光源發(fā)出的信號以干涉圖的形式送往計(jì)算機(jī)進(jìn)行Fourier變換數(shù)學(xué)處理，最后將干涉圖還原成光譜圖。</p><p>　　它與色散型紅外光度計(jì)的主要區(qū)別在于干涉儀和電子計(jì)算機(jī)兩部分。</p><p>　　3.2.2傅立葉變換紅外光譜儀工作

66、原理圖</p><p>　　3.2.3傅立葉紅外光譜儀的突出優(yōu)點(diǎn)</p><p><b>　?。?）掃描速度極快</b></p><p>　　Fourier變換儀器是在整掃描時間內(nèi)同時測定所有頻率的信息，一般只要1s左右即可。因此，它可用于測定不穩(wěn)定物質(zhì)的紅外光譜。而色散型紅外光譜儀，在任何一瞬間只能觀測一個很窄的頻率范圍，一次完整掃描通常需要

67、8、15、30s等。</p><p>　?。?）具有很高的分辨率</p><p>　　通常Fourier變換 紅外光譜儀分辨率達(dá)0.1~0.005 cm-1，而一般棱鏡型的儀器分辨率在1000 cm-1處有3 cm-1 ，光柵型紅外光譜儀分辨率也只有0.2cm-1 。</p><p><b>　?。?）靈敏度高</b></p>&

68、lt;p>　　因Fourier變換 紅外光譜儀不用狹縫和單色器，反射鏡面又大，故能量損失小，到達(dá)檢測器的能量大，可檢測10-8g數(shù)量級的樣品。</p><p>　　除此之外，還有光譜范圍寬（1000~10 cm-1 ）；測量精度高，重復(fù)性可達(dá)0.1%；雜散光干擾小；樣品不受因紅外聚焦而產(chǎn)生的熱效應(yīng)的影響；特別適合于與氣相色譜聯(lián)機(jī)或研究化學(xué)反應(yīng)機(jī)理等。傅立葉紅外光譜儀的突出優(yōu)點(diǎn)</p><

69、p><b>　　3.3實(shí)驗(yàn)步驟</b></p><p>　　1）打開紅外光譜儀的電源開關(guān)。</p><p>　　2）點(diǎn)擊電腦屏幕打開IRsolution工作站軟件。</p><p>　　3）點(diǎn)擊測定，使屏幕轉(zhuǎn)到測定界面。之后初始化儀器。</p><p><b>　　4）制備樣品壓片。</b>&

70、lt;/p><p>　　5）將壓制好的壓片放入光譜儀樣品倉內(nèi)的樣品架上。</p><p>　　6）點(diǎn)擊測定按鈕下的背景按鈕，輸入光譜名稱，確認(rèn)采集參比背景光譜。</p><p>　　7）背景譜圖采集完畢后，將待測樣品片放入光譜儀內(nèi)，關(guān)上倉蓋。</p><p>　　8）軟件可按要求對譜圖進(jìn)行各種分析處理，從文件菜單中選擇打印，將譜圖以不同形式打印出

71、報(bào)告。</p><p><b>　　9）退出系統(tǒng)。</b></p><p><b>　　3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)論</b></p><p>　　3.3.1透過率分析</p><p>　　對濃度為1ng/μl，10 ng/μl，100 ng/μl氧化石墨烯含量的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料進(jìn)行紅外表征，測得其透過率

72、圖如下：</p><p>　　由上圖可以看出，三種不同濃度的氧化石墨烯的復(fù)合材料，其透過率峰圖基本相同，透過峰的波長幾乎一致，證明不同濃度的氧化石墨烯復(fù)合材料的成分相同，三種復(fù)合材料的成分組成保持一致，薄膜的物理性質(zhì)相同。不同含量的氧化石墨烯并不會對氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的物理性質(zhì)產(chǎn)生影響。</p><p>　　3.3.2吸光度分析</p><p>　　對濃度為

73、1ng/μl，10 ng/μl，100 ng/μl氧化石墨烯含量的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料進(jìn)行紅外表征，吸光度圖譜如下：</p><p>　　由上圖可知，三種不同含量的氧化石墨烯，氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料具有乙?；⒘u基的官能團(tuán)。</p><p>　　3400 crn-1 左右，是形成氫鍵締合的-OH伸縮振動吸收峰與-NH的伸縮振動吸收峰重疊而增寬的多重吸收峰。殼聚糖分子中存在著大量的

74、鏈內(nèi)、鏈間氫鍵，因氫鍵的長短和強(qiáng)弱不等，使其伸縮峰出現(xiàn)在一較寬的頻率范圍內(nèi)。</p><p>　　1591 5～1598．8 cm-1處為酰胺Ⅱ吸收峰。該峰也作為紅外法測定脫乙酰度的基礎(chǔ)。一般用 1550 cm-1處的吸收度與2878 cm-1處的吸收度之比來計(jì)算殼聚糖的脫乙酰度。但該峰的峰位很易變化。脫乙酰度的不同，殼聚糖分子中酰胺基團(tuán)參與形成的鏈內(nèi)、鏈間氫鍵(C=O…H-O及 NH-O=C)的數(shù)目和種類會發(fā)生

75、變化，從而影響了酰胺Ⅱ峰的峰位?？傊?，酰胺Ⅱ峰的峰位不應(yīng)一律定在1550 cm-1，而應(yīng)由具體樣品的紅外圖譜而定。</p><p>　　= CH2彎曲和 -CH3變形吸收峰，均在1422.5 cm-1。C-H彎曲和 -CH3對稱變形振動吸收峰很少受其它因素的影響，位移不大，均在1379 cm-1處。</p><p>　　指紋區(qū)中，可見到C-O伸縮振動的強(qiáng)吸收峰，五種樣品的峰位稍有差異。β-

76、D-構(gòu)型峰均出現(xiàn)在898～899 cm-1處。指紋區(qū)對整個結(jié)構(gòu)變化非常敏感。 </p><p>　　由吸光度圖譜得到，氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料具有乙酰基，羥基等官能團(tuán)。且不同含量GO并不影響復(fù)合材料的官能團(tuán)組成。不同濃度的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料物理性質(zhì)保持一致。</p><p>　　4 氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的拉伸實(shí)驗(yàn)</p><p><b>

77、　　4.1實(shí)驗(yàn)背景</b></p><p>　　新型碳納米材料石墨烯的發(fā)現(xiàn)及其自身的優(yōu)異特性使其逐漸被人們用來制備高性能、多功能的納米復(fù)合材料。由氧化法獲得的石墨烯具有一定的結(jié)構(gòu)缺陷(含有一些化學(xué)基團(tuán)),致使用于電子器件時有一定困難，但是作為納米復(fù)合材料的增強(qiáng)相，這些結(jié)構(gòu)缺陷的存在可提高石墨烯與基體材料之間的界面相互作用, 并改善納米復(fù)合材料的力學(xué)等綜合物理性能，從而拓寬二維石墨烯納米材料的研究和應(yīng)用

78、領(lǐng)域。例如，氧化石墨烯表面上的羥基、羧基、羰基以及環(huán)氧基團(tuán)可望與殼聚糖表面的羥基間通過氫鍵作用形成具有特殊性質(zhì)的納米復(fù)合材料，從而改善石墨烯的生物相容性以及在聚合物基體中的分散性。</p><p><b>　　4.2實(shí)驗(yàn)步驟</b></p><p>　　把樣品切成大小為40 mm×10 mm×50μm 的樣條,在室溫下以拉伸速度5 mm/min&l

79、t;/p><p>　　進(jìn)行測試, 每組試樣中取五個樣品的平均值。</p><p>　　表1 殼聚糖及其氧化石墨烯納米復(fù)合材料的力學(xué)性能</p><p><b>　　4.3實(shí)驗(yàn)結(jié)論</b></p><p>　　由圖中可以看出，隨著石墨烯含量的增加，氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度也增加；伸長量卻反而降低，證明復(fù)合材料的可塑

80、性降低。氧化石墨烯的加入使殼聚糖復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和模量得以顯著提高, 但另一方面, 卻也使復(fù)合材料的斷裂伸長率或韌性降低。這使得氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料具有一定程度的拉伸強(qiáng)度，有利于其進(jìn)行生物材料的制作。</p><p>　　5 氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料的細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)</p><p><b>　　5.1 實(shí)驗(yàn)背景</b></p><p>

81、;　　5.1.1 B細(xì)胞簡介</p><p>　　B淋巴細(xì)胞亦可簡稱B細(xì)胞。來源于骨髓的多能干細(xì)胞。在禽類是在法氏囊內(nèi)發(fā)育生成，故又稱囊依賴淋巴細(xì)胞（bursa dependent lymphocyte）/骨髓依賴性淋巴細(xì)胞簡稱B細(xì)胞，是由骨髓中的造血干細(xì)胞分化發(fā)育而來。與T淋巴細(xì)胞相比，它的體積略大。這種淋巴細(xì)胞受抗原刺激后，會增殖分化出大量漿細(xì)胞。漿細(xì)胞可合成和分泌抗體并在血液中循環(huán)。B細(xì)胞淋巴瘤是一種最常見

82、的淋巴細(xì)胞白血病，有關(guān)這種疾病的研究不斷涌現(xiàn)。在哺乳類是在類囊結(jié)構(gòu)的骨髓等組織中發(fā)育的。又稱骨髓依賴淋巴細(xì)胞。從骨髓來的干細(xì)胞或前B細(xì)胞，在遷入法氏囊或類囊器官后，逐步分化為有免疫潛能的B細(xì)胞。成熟的B細(xì)胞經(jīng)外周血遷出，進(jìn)入脾臟、淋巴結(jié)，主要分布于脾小結(jié)、脾索及淋巴小結(jié)、淋巴索及消化道粘膜下的淋巴小結(jié)中，受抗原刺激后，分化增殖為漿細(xì)胞，合成抗體，發(fā)揮體液免疫的功能。目前使用的大多數(shù)疫苗就是通過刺激這類B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體的。B細(xì)胞在骨髓和

83、集合淋巴結(jié)中的數(shù)量較T細(xì)胞多，在血液和淋巴結(jié)中的數(shù)量比T細(xì)胞少，在胸導(dǎo)管中則更少，僅少數(shù)參加再循環(huán)。B細(xì)胞的細(xì)胞膜上有許多不同的標(biāo)志，主要是表面抗原及表面受體。這些表面標(biāo)志都是結(jié)合在細(xì)胞膜上的巨</p><p><b>　　5.1.2膜表面</b></p><p>　　B細(xì)胞表面有多種膜表面分子，籍以識別抗原、 與免疫細(xì)胞和免疫分子相互作用，也是分離和鑒別B細(xì)胞的重要

84、依據(jù)。B細(xì)胞表面分子主要有白細(xì)胞分化抗原、MHC以及多種膜表面受體。</p><p><b>　　膜表面受體</b></p><p>　　1.膜表面免疫球蛋白（surface membrane immunoglobulin mIg）這是B細(xì)胞特異性識別抗原的受體，也是B細(xì)胞重要的特征性標(biāo)志。不成熟B細(xì)胞表達(dá)mIgM，成熟B細(xì)胞又表達(dá)了mIgD，即同時表達(dá)mIgM和mI

85、gD，有的成熟B細(xì)胞表面還mIgG、mIgA或mIgE。在B細(xì)胞分化過程中，前B細(xì)胞的胞漿中可有IgM的重鏈μ鏈，但無mIgM；當(dāng)發(fā)育為不成熟B細(xì)胞時，胞漿中μ鏈消失，胞膜上開始表達(dá)mIgM。在單個B細(xì)胞表面所有Ig的可變區(qū)都由相同的VH和VL基因所編碼，因此它們的獨(dú)特型和結(jié)合抗原的特異性是相同的?？乖碳ず蟮腂細(xì)胞mIgD很快消失，記憶B細(xì)胞表面不存在mIgD。作為B細(xì)胞受體（B cell receptor BCR）的mIgM外，還有

86、Igα和Igβ兩種多肽鏈，分別命名為CD79a和CD79b，共同與mIg形成BCR復(fù)合物。</p><p>　　2.補(bǔ)體受體（complement receptor CR）　B細(xì)胞膜表面具有CR1和CD2。CR1（CD35）可與補(bǔ)體C3b和C4b結(jié)合，從而促進(jìn)B細(xì)胞的活化。CD2（CD21）的配體是C3d，C3d與B細(xì)胞表面CR2結(jié)合亦可調(diào)節(jié)B細(xì)胞的生長和分化。</p><p>　　3.E

87、B病毒受體　CR2（CD21）也是EB病毒受體，這與EB病毒選擇性感染B細(xì)胞有關(guān)。在體外可用EB病毒感染B細(xì)胞，可使B細(xì)胞永生化（immortlaized）而建成B細(xì)胞母細(xì)胞樣細(xì)胞株，在人單克隆抗體技術(shù)和免疫學(xué)中有重要應(yīng)用價(jià)值。在體內(nèi)，EB病毒感染與傳染性單核細(xì)胞增多癥、Burkitt氏淋巴瘤以及鼻咽癌等的發(fā)病有關(guān)。</p><p>　　4.致有絲分裂原受體　美洲商陸絲分裂原（poke weed mitogen

88、PWM）對T細(xì)胞和B細(xì)胞均有致有絲分裂作用。在小鼠，脂多糖（lipopolysaccharide LPS）是常用的致有絲分裂原。此外金黃色葡萄球菌CowanI株（Staphylococcus aureusstrain CowanI SAC）因含有金黃色葡萄球菌A蛋白（staphylococcal protein ASPA），可通過與mIg結(jié)合刺激人B細(xì)胞的增殖。此外，大豆凝集素（soybean agglutinin SBA）可凝集B細(xì)胞

89、。</p><p>　　5.細(xì)胞因子受體　多種細(xì)胞因子調(diào)節(jié)B細(xì)胞的活化、增殖和分化是通過與B細(xì)胞表面相應(yīng)的細(xì)胞因子受體結(jié)合而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的。B細(xì)胞的細(xì)胞因子受體主要有IL-1R、IL-2R、IL-4R、IL-5R、IL-6R、IL-7R、IL-11R、IL-12R、IL-13R、IL-14R、IL-γR、IL-αR和TGF-βR等。</p><p>　　B細(xì)胞是人體重要的組成部分，B細(xì)胞大

90、量的存在于人體血管當(dāng)中，由于氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料具有潛在的生物材料的用途。例如，我們可以用復(fù)合材料制作人造血管。不同含量GO的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料又具有不同的強(qiáng)度和韌度，可以幫助我們更好的優(yōu)化材料，用于制備各種生物材料。</p><p>　　5.1.3流式細(xì)胞儀簡介</p><p>　　流式細(xì)胞儀（Flow cytometry ）是對細(xì)胞進(jìn)行自動分析和分選的裝置。它可以快速測量

91、、存貯、顯示懸浮在液體中的分散細(xì)胞的一系列重要的生物物理、生物化學(xué)方面的特征參量，并可以根據(jù)預(yù)選的參量范圍把指定的細(xì)胞亞群從中分選出來。多數(shù)流式細(xì)胞計(jì)是一種零分辨率的儀器，它只能測量一個細(xì)胞的諸如總核酸量，總蛋白量等指標(biāo)，而不能鑒別和測出某一特定部位的核酸或蛋白的多少。也就是說，它的細(xì)節(jié)分辨率為零。</p><p><b>　　樣品分選原理</b></p><p>　

92、　流式細(xì)胞儀的分選功能是由細(xì)胞分選器來完成的?？偟倪^程是：由噴嘴射出的液柱被分割成一連串的小水滴，根據(jù)選定的某個參數(shù)由邏輯電路判明是否將被分選，而后由充電電路對選定細(xì)胞液滴充電，帶電液滴攜帶細(xì)胞通過靜電場而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，落入收集器中；其它液體被當(dāng)作廢液抽吸掉，某些類型的儀器也有采用捕獲管來進(jìn)行分選的。</p><p>　　穩(wěn)定的小液滴是由流動室上的壓電晶體在幾十KHz的電信號作用下發(fā)生振動而迫使液流均勻斷裂而形成的。

93、一般液滴間距約數(shù)百μm。實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)公式f=v/4.5d給出形成穩(wěn)定水滴的振蕩信號頻率。其中v是液流速度，d為噴孔直徑。由此可知使用不同孔徑的噴孔及改變液流速度，可能會改變分選效果。使分選的含細(xì)胞液滴在靜電場中的偏轉(zhuǎn)是由充電電路和偏轉(zhuǎn)板共同完成的。充電電壓一般選+150V，或-150V；偏轉(zhuǎn)板間的電位差為數(shù)千伏。充電電路中的充電脈沖發(fā)生器是由邏輯電路控制的，因此從參數(shù)測定經(jīng)邏輯選擇再到脈沖充電需要一段延遲時間，一般為數(shù)十ms。精確測定延遲時

94、間是決定分選質(zhì)量的關(guān)鍵，儀器多采用移位寄存器數(shù)字電路來產(chǎn)生延遲?？筛鶕?jù)具體要求予以適當(dāng)調(diào)整。</p><p><b>　　儀器的操作和使用</b></p><p>　?、俅蜷_電源，對系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)熱；</p><p>　?、诖蜷_氣體閾，調(diào)節(jié)　壓力，獲得適宜的液流速度；開啟光源冷卻系統(tǒng)；</p><p>　?、墼跇悠饭苤屑尤肴?/p>

95、離子水，沖洗液流的噴嘴系統(tǒng)；</p><p>　　④利用校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品，調(diào)整儀器，使在激光功率、光電倍增管電壓、放大器電路增益調(diào)定的基礎(chǔ)上，0和90散射的熒光強(qiáng)度最強(qiáng)，并要求變異系數(shù)為最小；</p><p>　?、葸x定流速、測量細(xì)胞數(shù)、測量參數(shù)等，在同樣的工作條件下測量樣品和對照樣品；同時選擇計(jì)算機(jī)屏上數(shù)據(jù)的顯示方式，從而能直觀掌握測量進(jìn)程；</p><p>　?、迾?/p>

96、品測量完畢后，再用去離子水沖洗液流系統(tǒng)；</p><p>　?、咭?yàn)閷?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已存入計(jì)算機(jī)硬盤（有的機(jī)器還備有光盤系統(tǒng)，存貯量更大），因此可關(guān)閉氣體、測量裝置，而單獨(dú)使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；</p><p>　　⑧將所需結(jié)果打印出來。</p><p><b>　　5.2 實(shí)驗(yàn)步驟</b></p><p>　　1. 將制備好

97、的1ng/μl、10 ng/μl 、100 ng/μl GO含量氧化石墨烯-殼聚糖，純殼聚糖材料在蒸餾水中浸泡3小時。再紫外照射12小時。</p><p>　　2. 取12孔板，按下圖加入復(fù)合材料</p><p>　　3. 取事先培養(yǎng)好的A20 B細(xì)胞，混勻后，12孔板的每個孔內(nèi)加500μl B細(xì)胞溶液</p><p>　　4. 在每個12孔板里加入3.5ml 16

98、40培養(yǎng)基</p><p>　　5. 培養(yǎng)一天后，上述10個孔，每個孔取1mlB細(xì)胞液，用CD21/CD35抗體染色，再用流式細(xì)胞儀檢測，每個樣品上樣量為2μl</p><p>　　6. 培養(yǎng)三天后，上述10個孔，每個孔取1mlB細(xì)胞液，用CD21/CD35抗體染色，再用流式細(xì)胞儀檢測，每個樣品上樣量為2μl</p><p>　　7. 培養(yǎng)五天后，上述10個孔，每個

99、孔取1mlB細(xì)胞液，用CD21/CD35抗體染色，再用流式細(xì)胞儀檢測，每個樣品上樣量為2μl</p><p><b>　　5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p><b>　　1. 預(yù)實(shí)驗(yàn)</b></p><p>　　為了判定CD21/CD35抗體是否能結(jié)合A20 細(xì)胞表面分子，用CD21/CD35抗體染色A20細(xì)胞后，流

100、式圖如下： </p><p>　　由上圖可以看出，左邊的B細(xì)胞群，染色率達(dá)到了95.3%，所有的B細(xì)胞基本都染上顏色。證明流式細(xì)胞儀檢測得到的細(xì)胞計(jì)數(shù)，與實(shí)際B細(xì)胞數(shù)目基本吻合。</p><p><b>　　2. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：</b></p><p><b>　　Control組：</b></p><p&

101、gt;<b>　　第一天</b></p><p><b>　　第三天</b></p><p><b>　　第五天</b></p><p><b>　　純殼聚糖組：</b></p><p><b>　　第一天</b></p>

102、<p><b>　　第三天</b></p><p><b>　　第五天</b></p><p>　　1ng/μlGO含量氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料組：</p><p><b>　　第一天</b></p><p><b>　　第三天</b>&l

103、t;/p><p><b>　　第五天</b></p><p>　　10ng/μlGO含量氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料組：</p><p><b>　　第一天</b></p><p><b>　　第三天</b></p><p><b>　　第五天<

104、;/b></p><p>　　100ng/μlGO含量氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料組：</p><p><b>　　第一天</b></p><p><b>　　第三天</b></p><p><b>　　第五天</b></p><p>　　由上圖可以

105、看出，不同的GO的含量越高，氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料越不利于B細(xì)胞的生長。相對較小的影響為1ng/μl GO含量的復(fù)合材料。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　1. 制備的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料，其官能團(tuán)與殼聚糖保持一致，而且溶液混合法制備的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料相對穩(wěn)定，不管氧化石墨烯的含量是多少，都不會對氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合

106、材料的官能團(tuán)產(chǎn)生影響。用溶液混合法制備的氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料，可以達(dá)到分布均勻，產(chǎn)品穩(wěn)定，達(dá)到生產(chǎn)的要求</p><p>　　2.氧化石墨烯的加入使殼聚糖復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和模量得以顯著提高，但另一方面, 卻也使復(fù)合材料的斷裂伸長率或韌性降低。氧化石墨烯含量越高，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和模量越高，但復(fù)合材料的斷裂伸長率也相應(yīng)降低。實(shí)際生產(chǎn)中，可根據(jù)需要，改變氧化石墨烯的含量，以達(dá)到生產(chǎn)需求的材料韌性和拉伸強(qiáng)度要

107、求。</p><p>　　3. 氧化石墨烯含量越高，氧化石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料對B細(xì)胞的毒性越大。可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際要求，適當(dāng)改變氧化石墨烯含量，原則上，對于細(xì)胞生長而言，氧化石墨烯濃度越低越好。</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　歷時三個月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于告于段落，在這三個月的時間里，我通過畢業(yè)設(shè)計(jì)這門課程，學(xué)習(xí)

108、到了太多太多。本科畢業(yè)設(shè)記是完全基于學(xué)生獨(dú)立完成的具有一定科學(xué)前沿的科研實(shí)踐。對我形成獨(dú)立思考習(xí)慣有很大幫助。尤其是我即將博士入學(xué)，我的人生規(guī)劃就是將來從事科研事業(yè)，所以我更加珍惜畢業(yè)設(shè)計(jì)這門課。我沒有把畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)成是一種負(fù)擔(dān)，而是把他當(dāng)成一個自我提升的鍛煉機(jī)會。畢業(yè)設(shè)計(jì)既是我大學(xué)四年時光的最后一次畢業(yè)考試，又是未來學(xué)術(shù)生涯的一個入學(xué)考試。</p><p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)歷了開題答辯、中期答辯和最后答辯三部分

109、，嚴(yán)謹(jǐn)而有效的督促我們投入到本科畢設(shè)?；仡櫞髮W(xué)四年，所學(xué)知識基本都出自于課堂之上，即使是實(shí)驗(yàn)課，也是斷斷續(xù)續(xù)的不得要領(lǐng)，由于平時課業(yè)壓力比較重，又無法全身心得投入到實(shí)驗(yàn)。訓(xùn)練效果自然大打折扣。而通過畢設(shè)這三個月的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，我不僅能夠獨(dú)立的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，處理數(shù)據(jù)，制作圖標(biāo)而且還能在某些問題上與老師探討，這種科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，務(wù)實(shí)創(chuàng)新的科研態(tài)度，使我更堅(jiān)定的走科研這條道路。</p><p>　　剛開始做畢設(shè)每天拘謹(jǐn)不安的在實(shí)驗(yàn)室

110、里，看什么都比較新奇。到后來成為實(shí)驗(yàn)室里的常客，每天忙碌穿梭在實(shí)驗(yàn)室。我覺得這本身就是一個很大的進(jìn)步。每天按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，課題就像自己的寶寶一樣，要去不斷的撫養(yǎng)他。有的時候課題遇到了挫折，無論如何也得不到自己想要的結(jié)果。這時候就需要有耐心，第一是重復(fù)實(shí)驗(yàn)，在重復(fù)實(shí)驗(yàn)之前要分析原因，為什么會失敗，是不是自己的實(shí)驗(yàn)操作有問題，還是整個實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)有問題。無論是哪一種，都需要在原有的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上做改動。直到出現(xiàn)能夠重復(fù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與