【摘要】：納米材料的生物安全性受到愈來(lái)愈多的重視,發(fā)展高靈敏傳感器件用于檢測(cè)納米材料對(duì)細(xì)胞活性和電生理特性的影響具有重要意義。基于有機(jī)電化學(xué)晶體管(Organic Electrochemical Transistors,OECTs)的特點(diǎn),本文利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)和旋轉(zhuǎn)涂膜技術(shù)制備了基于PEDOT:PSS活性層的OECTs器件;采用化學(xué)還原法制備了 AuNPs;利用π-π相互作用制備了氧化石墨烯-阿霉素(GO-DXR)復(fù)合物;以人宮頸癌細(xì)胞(HeLa)和大鼠心肌細(xì)胞(H9C2)為研究模型,利用OECTs開展了納米材料影響細(xì)胞活性、電生理特性檢測(cè)研究。主要工作如下:(1)利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)和旋轉(zhuǎn)涂膜技術(shù)制備了基于PEDOT:PSS的OECTs器件,詳細(xì)研究了柵電極和電解液對(duì)OECTs傳輸性能和跨導(dǎo)特性的影響;對(duì)OECTs器件在細(xì)胞培基中的穩(wěn)定性和輸出特性進(jìn)行了評(píng)價(jià);并將H9C2細(xì)胞接種于OECTs器件的PEDOT薄膜溝道表面,對(duì)細(xì)胞形貌和接種前后OECTs的響應(yīng)特性進(jìn)行研究。結(jié)果表明:鉑納米粒子/多壁碳納米管/碳漿(PtNPs/MWCNTs/CP)電極或Ag/AgC1電極作為OECTs柵極時(shí),器件都具有良好的調(diào)控特性;OECTs在細(xì)胞培基介質(zhì)中傳輸、輸出性能好;且調(diào)控靈敏、穩(wěn)定。H9C2細(xì)胞可在PEDOT表面粘附、生長(zhǎng),說(shuō)明OECTs有良好的生物相容性。(2)利用混酸氧化制備了 GO;通過(guò)π-π相互作用合成了 GO-DXR復(fù)合物。利用紫外可見光譜等對(duì)所制備GO復(fù)合物的光譜行為、DXR在GO表面的負(fù)載和釋放進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,DXR已成功修飾至GO表面;DXR在GO表面負(fù)載量為2.79mg/mg。在24小時(shí)內(nèi),DXR在細(xì)胞培基中的釋放量與GO-DXR復(fù)合物濃度呈正相關(guān),復(fù)合物濃度越大,釋放的DXR越多;另外,DXR釋放量與細(xì)胞培養(yǎng)介質(zhì)相關(guān),相同GO-DXR濃度下,在高糖培基中的釋放量大于在RPMI-1640培基中的釋放量。采用WST-8方法評(píng)價(jià)了所制備的GO、DXR及GO-DXR復(fù)合物對(duì)不同細(xì)胞活力的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):GO對(duì)細(xì)胞的毒性與細(xì)胞系有關(guān),GO對(duì)HeLa細(xì)胞活性幾乎沒有影響;而對(duì)H9C2細(xì)胞活性呈現(xiàn)一定影響。DXR對(duì)HeLa和H9C2細(xì)胞活性的影響呈濃度依賴性;且對(duì)H9C2損傷更大。GO-DXR對(duì)HeLa和H9C2細(xì)胞活性的影響也呈濃度依賴性;相同復(fù)合物濃度下,對(duì)HeLa細(xì)胞毒性更大。(3)將 OECTs 與 Transwell 結(jié)合,以 PtNPs/MWCNTs/CP 電極為OECTs器件的柵電極,檢測(cè)fMLP多肽誘導(dǎo)Transwell中細(xì)胞所產(chǎn)生的H202,以實(shí)現(xiàn)OECTs檢測(cè)細(xì)胞活性。詳細(xì)研究了 GO、DXR及GO-DXR復(fù)合物對(duì)HeLa和H9C2細(xì)胞活性的影響。結(jié)果表明:隨著GO、DXR、GO-DXR三種材料濃度增大,OECTs器件響應(yīng)(Ids變化值)減小,說(shuō)明細(xì)胞的活性降低;此結(jié)果與WST-8方法檢測(cè)結(jié)果一致,說(shuō)明OECTs可用于評(píng)價(jià)納米材料對(duì)細(xì)胞活性的影響。以Ag/AgCl電極作為OECTs器件的柵電極,初步研究了 AuNPs對(duì)H9C2細(xì)胞電生理特性影響。結(jié)果表明:由于H9C2細(xì)胞生物電信號(hào)較弱;且干擾信號(hào)較多,通過(guò)所制備的OECTs器件來(lái)檢測(cè),無(wú)法判斷現(xiàn)象,此項(xiàng)工作還需進(jìn)一步研究。
【圖文】：

１．１．２有機(jī)電化學(xué)晶體管簡(jiǎn)介逡逑在１９８４年，由Ｗｒｉｇｈｔｏｎ研究小組丨７丨首次報(bào)道了邋ＯＥＣＴｓ的相關(guān)信息。ＯＥＣＴｓ逡逑是由源電極、漏電極及表層的有機(jī)半導(dǎo)體、電解液和柵電極組成，結(jié)構(gòu)如圖１－１逡逑所示。逡逑Ｖ０邐＇Ｇ邐Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ邋］邋Ｐ￡ＤＯＴ：ＰＳＳ逡逑Ａ１１逡逑，＿＿＿＿＿邋．邐．逡逑ｇ邐Ｄ邐Ｐａｒｙｉｅｒｍ逡逑透：邋＊邋Ｆｕｓｅｄ邋ＳｆｂＣ３逡逑圖１－１邋ＯＥＣＴｓ的示意圖丨８］逡逑１逡逑

胞使其分離，用計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)；將計(jì)數(shù)好的細(xì)胞用細(xì)胞培養(yǎng)基分散，以５萬(wàn)／孔接逡逑種于制備好的細(xì)胞培養(yǎng)池中，放于二氧化碳培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。當(dāng)細(xì)胞豐度達(dá)逡逑到８０邋％時(shí)，進(jìn)行Ｉｄｓ－Ｖｇｓ、丨ｄｓ－Ｖｄｓ＆邋Ｉｄｓ－ｔ測(cè)試。ＯＥＣＴｓ器件及細(xì)胞培養(yǎng)池如圖２－１逡逑所示。逡逑Ａｇ／ＡｇＣＩ邋Ｇａｔｅ邋Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ逡逑｜Ｈ邐－邋Ｈ９Ｃ２邋Ｃｅｌｌｓ逡逑一邋ｍｍＭ逡逑邐＼邐邐ｊ逡逑＼逡逑ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ逡逑圖２－１邋ＯＥＣＴｓ結(jié)構(gòu)及Ｈ９Ｃ２細(xì)胞在ＰＥＤＯＴ表面生長(zhǎng)示意圖。逡逑２．３結(jié)果與討論逡逑２．３．１柵電極種類對(duì)ＯＥＣＴｓ傳輸特性曲線的影響逡逑圖２－２為不同柵電極的ＯＥＣＴｓ器件在ＤＭＥＭ高糖培基介質(zhì)中的Ｉｄｓ－Ｖｇｓ響應(yīng)逡逑曲線。由圖可知，Ｖｇｓ在０？０．４邋Ｖ范圍內(nèi)，兩種柵電極表現(xiàn)出相近的源、漏電流逡逑調(diào)控特性；當(dāng)Ｖｇｓ＞邋０．４邋Ｖ后，使用Ａｇ／ＡｇＣＩ柵電極的ＯＥＣＴｓ器件具有更好的源、逡逑漏電流調(diào)控性。這是由于Ａｇ／ＡｇＣＩ電極是理想去極化電極，施加的Ｖｇｓ基本用于逡逑驅(qū)動(dòng)電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子進(jìn)入ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ薄膜，使“發(fā)生改變。而逡逑ＲＮＰｓ／ＭＷＣＮＴｓ／ＣＰ電極作為柵電極時(shí)，打部分柵電壓用子ＰｔＮＰｓ／ＭＷＣＮＴｓ／ＣＰ逡逑電極／屯解質(zhì)溶液界面雙電層充電，，用于驅(qū)動(dòng)陽(yáng)離子進(jìn)入ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ薄膜的電壓逡逑１３逡逑
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.1;TN32

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 劉濤;郭辰;趙曉紅;;毒理學(xué)研究中的體外細(xì)胞毒性評(píng)價(jià)[J];生命科學(xué);2014年03期

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1 郭翔;基于有機(jī)電化學(xué)晶體管的腫瘤細(xì)胞傳感研究[D];湖南師范大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2666155