[发明专利]基于非密堆积光子晶体薄膜的心肌细胞检测方法及其应用

权利要求书

1.一种基于非密堆积光子晶体薄膜的心肌细胞检测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1)非密堆积光子晶体薄膜的制备：采用胶体粒子自组装法，利用表面带电的胶体粒子和生物相容性水凝胶前聚体溶液，制备非密堆积光子晶体薄膜；

2)基于非密堆积光子晶体薄膜的心肌细胞培养：在非密堆积光子晶体薄膜表面种植心肌细胞，经培养后得到生长有心肌细胞的非密堆积光子晶体薄膜；

3)心肌细胞检测：非密堆积光子晶体薄膜上心肌细胞的收缩和舒张引起非密堆积光子晶体薄膜的特征反射峰周期性变化，采集非密堆积光子晶体薄膜的特征反射峰周期性变化数据；

4)数据分析：对步骤3)采集的非密堆积光子晶体薄膜的特征反射峰周期性变化数据进行分析，得到心肌细胞的收缩力和跳动频率情况；

其中所述的非密堆积光子晶体薄膜的制备具体步骤如下：

①利用胶体粒子自组装法，将表面带电的胶体粒子分散到生物相容性水凝胶前聚体溶液中，其中生物相容性水凝胶前聚体的浓度为5～20wt％，之后加入2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，其加入的体积为生物相容性水凝胶前聚体溶液体积的0.5～5％，充分混匀后，加入总体积10～30％离子交换树脂，充分振荡形成胶体晶体溶液；

②将步骤①得到的胶体晶体溶液注入模具中，经固化形成平面的非密堆积光子晶体薄膜或者图案化的非密堆积光子晶体薄膜；

所述的表面带电的胶体粒子为表面带电的二氧化硅、聚苯乙烯或二氧化钛球形粒子中的一种，且其粒径大小为50～150nm；

所述的基于非密堆积光子晶体薄膜的心肌细胞培养的具体过程为将心肌细胞种植在非密堆积光子晶体薄膜表面，在36～40℃、2～10wt％CO₂培养环境中培养2～10天，得到生长有心肌细胞的非密堆积光子晶体薄膜。

2.根据权利要求1所述的基于非密堆积光子晶体薄膜的心肌细胞检测方法，其特征在于：步骤1)所述的生物相容性水凝胶前聚体为聚丙烯酰胺、聚N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸酯明胶、四臂-聚乙二醇或聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种。

3.根据权利要求1所述的基于非密堆积光子晶体薄膜的心肌细胞检测方法，其特征在于：步骤4)所述的心肌跳动频率的推算公式为f＝1/t，其中f为心肌跳动频率，t为特征反射峰单次周期变化时间；所述的心肌细胞的收缩力大小根据非密堆积光子晶体薄膜的特征反射峰偏移量Dλ的大小来确定，在相同培养条件情况下，对心肌细胞施加不同的刺激，Dλ偏移量越大，表明心肌细胞的收缩力越大。

4.根据权利要求1所述的基于非密堆积光子晶体薄膜的心肌细胞检测方法，其特征在于：步骤1)所述的非密堆积光子晶体薄膜具有结构色，其结构色覆盖可见光范围，反射峰位置在400nm～700nm之间。

5.根据权利要求1所述的基于非密堆积光子晶体薄膜的心肌细胞检测方法，其特征在于：步骤②所述的固化方法为紫外光固化。

6.根据权利要求1所述的基于非密堆积光子晶体薄膜的心肌细胞检测方法，其特征在于：所述的心肌细胞为不同种属及诱导分化得到的各类心肌细胞。

7.一种如权利要求1所述的基于非密堆积光子晶体薄膜的心肌细胞检测方法的应用，其特征在于：该方法应用于心脏药物的筛选评估。