層層自組裝纖維素硫酸鈉

層層自組裝纖維素硫酸鈉-殼聚糖復(fù)合膜實驗?zāi)康牧私鈱訉幼越M裝技術(shù)的基本原理；學(xué)會用層層自組裝技術(shù)生產(chǎn)一些簡單產(chǎn)品；了解纖維素硫酸鈉-殼聚糖復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)和性能.實驗原理：層層自組裝技術(shù)(layer—by—layerself—assemblytechnique)通常是利用特定高分子化合物對的某種親和特性使其自發(fā)地逐層沉積的一種膜制備技術(shù)。目前，功能生物大分子自組裝膜在分子器件、分子調(diào)控，生物芯片、生物傳感器等方面有重要的應(yīng)用價值，對其制備和性能的研究也成為化學(xué)、生命科學(xué)、材料學(xué)、物理學(xué)等學(xué)科的研究熱點之一?？梢宰鳛樽越M裝推動力的作用很多，如利用分子中羧基(-C00H)和氨基(-NH2)之間的化學(xué)反應(yīng)生成酰氨鍵(-CONH-)的酰胺反應(yīng)法、利用生物大分子的特異識別自組裝、利用分子間形成共價鍵為推動的自組裝哺、利用分子問氫鍵結(jié)合自組裝、以靜電作用為推動力的分子沉積自組裝等。其中，分子沉積自組裝以其可利用化合物多樣、沉積條件簡便、沉積過程可控而應(yīng)用最為廣泛。但是，目前研究的化合物對多集中于強電解質(zhì)化合物，這類物質(zhì)形成的自組裝膜力學(xué)性能較好，但高分子強電解質(zhì)在人體內(nèi)的生物相容性較差，在藥用領(lǐng)域的研究大大受限。而某些天然多糖類物質(zhì)，在體內(nèi)有很好的生物相容性，可以期望利用這種化合物對制備的自組裝膜在藥學(xué)領(lǐng)域有應(yīng)用的潛力。本實驗使用具有良好生物相容性的聚陽離子化合物殼聚糖(chitosan)和聚陰離子化合物纖維素硫酸鈉(NaCS)作為新的復(fù)合膜原料，采用層層自組裝技術(shù)制備成新型的NaCS-chitosan自組裝膜，并利用紫外分光光度計表征復(fù)合膜的形貌特征和沉積行為，為進一步的深入研究和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。纖維素硫酸鈉和殼聚糖的結(jié)構(gòu)式如圖1所示。兩種化合物分別帶有相反電荷的基團，NaCS上的磺酸基和殼聚糖分子中的氨基會發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生不溶于水的聚電解質(zhì)復(fù)合物。利用靜電力作為形成復(fù)合膜的推動力，使NaCS和殼聚糖交替沉積，形成性質(zhì)可控的聚電介質(zhì)膜。經(jīng)估測，膜的厚度在10.m級數(shù)量級。圖1NaCS與殼粟精珍成璃電介質(zhì)儀器和試劑主要試劑纖維素硫酸鈉、殼聚糖、10mg/ml熒光素異硫氤酸酯（FITC）二甲基亞砜溶液、去離子水、濃硫酸、6mol/L的NaOH溶液、pH=7.4的PBS緩沖液、1%的醋酸溶液實驗儀器載玻片、燒杯、PH試紙、紫外-可見光分光光度計、離心機實驗步驟1熒光標(biāo)記殼聚糖的制備（選做）殼聚糖和纖維素硫酸鈉在紫外-可見光區(qū)內(nèi)都沒有明顯吸收峰，為表征NaCS-chitosan自組裝膜的形成過程，需要對殼聚糖進行標(biāo)記，使之在紫外-可見光波長范圍內(nèi)有光吸收。實驗中選擇熒光染料熒光素異硫氤酸酯（FITC）為標(biāo)記試劑，在堿性環(huán)境中，F(xiàn)ITC以異硫氤酸基團與殼聚糖分子中氨基連接，標(biāo)記后的殼聚糖在480nm波長下有明顯吸收峰，可以作為自組裝的指示劑。取一定體積的濃度為5g/L殼聚糖溶液（含1%醋酸），加入6mol/LNaOH調(diào)至pH9.0，按體積比10：1加入10mg/mlFITC二甲基亞砜溶液，混勻后避光反應(yīng)3h。反應(yīng)結(jié)束后以pH=7.4的PBS緩沖液反復(fù)洗滌，除去游離的FITC。離心收集標(biāo)記的殼聚糖絮狀沉淀，重新溶于1%的醋酸溶液中，使殼聚糖最終濃度達到0.5g/L。2NaCS-chitosan層層自組裝復(fù)合膜的制備 取載玻片在濃硫酸中浸泡以清潔表面。配制一定濃度的纖維素硫酸鈉和FITC-殼聚糖溶液，將已處理好的玻璃片在FITC-殼聚糖溶液中浸泡一定時間，使玻璃片表面吸附一層FITC-殼聚糖分子層，吸附過程完成后取出玻片，用去離子水洗滌玻片兩次，以去除游離的殼聚糖分子；而后浸入到帶有負電的纖維素硫酸鈉溶液中，使玻璃片表面帶有吸附負電荷分子NaCS，沉積過程結(jié)束后用去離子水洗滌兩次以去除游離的NaCS分子。重復(fù)上述步驟，可制備一定層數(shù)的NaCS-chitosan層層自組裝復(fù)合膜。3檢測（選做）紫外-可見光分光光度計檢測殼聚糖結(jié)合FITC后在480nm有明顯吸收峰，可以用光吸收的強度表征殼聚糖的沉積行為。使用Uhrospee3300紫外-可見光分光光度計，對不同實驗條件下NaCS-chitosan復(fù)合膜的沉積過程進行表征。思考題能用于自組裝的材料具有什么特性？影響NaCS-chito