一种湿态原位表征水凝胶微球表面形貌的方法

摘要

本发明涉及一种湿态原位表征水凝胶微球表面形貌的方法，具体操作步骤为将凝胶微球单层排布于平面皿中，吸去微球表面的自由水，然后利用白光干涉技术测定微球表面形貌，CCD快速记录微球表面的干涉条纹确定微球表面粗糙度的统计范围，根据干涉条纹强度的变化可以得到参照光和反射光的光程差，然后可以精确计算微球表面形貌高度，之后再进一步经过球差校正消除微球曲率的影响得到真正的凝胶微球表面的粗糙度。

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，是一种湿态原位表征水凝胶微球表面形貌的方法。

背景技术

水凝胶微球是目前组织工程、药物释放等生物医学领域应用较为广泛的载体。其表面形貌可以直接或间接影响蛋白和细胞行为从而决定其生物相容性，但是目前对凝胶微球的表面形貌表征方法大多是干燥后进行电子扫描显微镜(SEM)或者原子力显微镜(AFM)扫描观察，在干燥过程中凝胶微球将会失水收缩，而且表面结构及孔道等形貌在失水干燥过程中变形，不能保持湿态下的原有的形态。而环境扫描电镜(ESEM)可以在一定含水条件下测定样品的表面形貌，但是由于其湿态模式也必须在一定的温度和真空度条件下实现，不可避免会导致凝胶微球失水变形。

针对上述问题，本专利利用白光干涉技术，在常温常压下湿态原位观察凝胶微球的表面形貌，并进一步通过球差校正精确测定微球表面粗糙度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在湿态原位条件下测定凝胶微球表面形貌的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

A、将溶液中的凝胶微球置于平面皿中，并吸去微球表面的自由水(或称之为游离水)，使微球单层排布。

B、将样品置于白光干涉仪样品台上，室温常压下，在5—10min内快速定位微球的球心，并微调物镜镜头，此过程中CCD将记录微球表面的干涉条纹，确定微球表面粗糙度的统计范围为微球粒径的1/20—1/5的圆形区域。

C、根据干涉条纹由白光干涉仪软件分析可以得到参照光和反射光的光程差，继而精确计算微球表面形貌高度。

D、最后经过白光干涉仪进行球差校正模式分析，消除微球曲率的影响得到真正的凝胶微球表面的粗糙度。

所述的凝胶微球为二价金属离子络合的海藻酸盐微球、透明质酸微球、琼脂糖微球、明胶微球、果胶微球。

所述的凝胶微球为基于上述凝胶微球基础上通过聚阳离子络合形成的水凝胶微胶囊，聚阳离子为壳聚糖及其衍生物，α或ε聚赖氨酸，聚鸟氨酸、聚精氨酸，聚胺及其衍生物、聚酰胺及其衍生物、聚酰亚胺及其衍生物中的一种或二种以上。

所述的凝胶微球粒径为毫米、微米以及亚微米。

本发明具有以下优点：

1、实现了在常温常压原位湿态条件下对凝胶微球的表面形貌的表征观察。

2、利用球差校正计算精确得到真正的凝胶微球表面的粗糙度。

3、白光干涉技术测定凝胶微球表面粗糙度Z轴分辨率高，达到0.1nm。

附图说明

图1湿态原位条件下，表面轮廓仪对凝胶微球形貌高度观察结果，从蓝色到红色表示微球表面的相对高度。

图2经过球差校正后凝胶微球真实的表面形貌。

图3球差校正前后凝胶微球的表面粗糙度。

具体实施方式

实施例1

1、将粒径为400μm左右的海藻酸钙微球取少许置于平板皿中。

2、用定性滤纸将微球表面吸附的自由水吸去。

3、利用白光干涉仪测定微球表面形貌和粗糙度，将样品置于白光干涉仪样品台上，室温常压下，在10min内快速定位微球的球心，并微调物镜镜头，此过程中CCD将记录微球表面的干涉条纹，确定统计区域为40μm的圆形范围。

4、根据白光干涉仪得到凝胶微球的表面形貌高度，统计结果为254.6nm，然后进一步经过球差校正后，利用白光干涉软件的球差校正模式，消除微球曲率对表面粗糙度的影响，得到真实的湿态下的微球的表面粗糙度，结果为29.97nm。

实施例2

1、将粒径为2mm左右的海藻酸钙微球取少许置于平板皿中。

2、用定性滤纸将微球表面吸附的自由水吸去。

3、利用白光干涉仪测定微球表面形貌和粗糙度，将样品置于白光干涉仪样品台上，室温常压下，在5min内快速定位微球的球心，并微调物镜镜头，此过程中CCD将记录微球表面的干涉条纹，确定统计区域为100μm的圆形范围。

4、根据白光干涉仪得到凝胶微球的表面形貌高度，然后进一步经过球差校正后，利用白光干涉软件的球差校正模式，消除微球曲率对表面粗糙度的影响，得到真实的湿态下的微球的表面粗糙度，结果为71.5nm。

实施例3

1、将粒径为400μm左右的海藻酸/壳聚糖微胶囊取少许置于平板皿中。

2、用定性滤纸将微球表面吸附的自由水吸去。

3、利用白光干涉仪测定微球表面形貌和粗糙度，将样品置于白光干涉仪样品台上，室温常压下，在10min内快速定位微球的球心，并微调物镜镜头，此过程中CCD将记录微球表面的干涉条纹，确定统计区域为40μm的圆形范围。

4、根据白光干涉仪得到凝胶微球的表面形貌高度，统计结果为215.5nm，然后进一步经过球差校正后，利用白光干涉软件的球差校正模式，消除微球曲率对表面粗糙度的影响，得到真实的湿态下的微球的表面粗糙度，结果为31.5nm。