材料科学与工程学院第二期
电纺压电纳米发电机对细胞内钙含量调控的研究基础信息
学生姓名：刘明
班级：生医-02班
指导教师：苟雪
毕设题目：电纺压电纳米发电机对细胞内钙含量调控的研究
01
毕设介绍
概况
已有研究表明，采用静电纺丝技术制备的PVDF压电材料在一定环境下产生的压电电势对骨细胞的增殖、分化以及骨组织的再生与愈合具有促进作用。压电材料对细胞的调控主要通过触发细胞膜上的离子通道，调控胞内钙含量，进而调节细胞行为。然而目前结合纤维膜形貌研究胞内钙离子浓度变化的研究还比较有限。因此，本课题提出通过静电纺丝技术制备不同形貌的压电纤维膜，探究其对细胞内钙离子浓度调控的差异，为基于电脉冲的无创治疗提供依据。
具体研究内容包括：
静电纺丝PVDF压电纤维膜的制备；
电纺PVDF压电纤维膜的材料学表征；
电纺PVDF压电纤维膜对小鼠间充质干细胞黏附等细胞行为的研究；
电纺PVDF压电纤维膜上活细胞钙含量的动态测量，探究电纺PVDF压电纤维膜对细胞钙含量的调控特点。
任务分解
第一部分：查找并阅读文献，了解PVDF压电材料制备及性能表征、压电材料细胞调控等相关背景知识。
第二部分：进入实验室，学习静电纺丝技术、细胞培养手段、显微镜成像以及细胞肌动蛋白染色和钙离子荧光表征。
第三部分：制备不同纤维膜并表征纤维膜上细胞钙离子浓度变化规律。
第四部分：整理实验数据，分析实验结果。
第五部分：撰写毕业论文，完成毕业答辩。
已完成工作：
1.完成对PVDF压电材料制备及性能表征、压电材料细胞调控等相关背景知识的文献检索与阅读整理。
阅读的相关文献
2.熟悉PVDF纤维膜静电纺丝制备工艺。学习了小鼠间充质干细胞的传代培养和电纺PVDF压电纤维膜上细胞培养以及肌动蛋白纤维和细胞内钙荧光染色。
电纺PVDF纳米纤维膜流程示意图
3.完成外文文献翻译，毕业论文绪论和实验设计部分撰写。
下一步工作计划：
1.学习使用绘图软件来绘制简易实验流程图，在视频网站上学习论文格式修改和参考文献软件的使用，学习实验数据处理和分析的方法。
2.进一步完善实验，并进行实验数据整理和分析。
3.完成论文撰写，并修改、查重。
02
答辩情况
问：毕业设计中细胞内钙含量如何测量？
答：细胞内Ca2+含量随时间的动态变化用钙离子荧光探针Fluo4-AM染色剂对活细胞进行染色评价。使用倒置荧光显微镜观察并拍照录像，使用ImageJ和Origin软件分析细胞内钙离子的含量。
03
收获体会
通过本次毕业设计，培养了我灵活运用本科所学知识（材料科学与工程、材料分析测试、医学与生命科学等）开展实验研究的能力。培养了我提出问题、分析问题、解决问题的能力。着重进行了PVDF静电纺丝制备及表征的训练，锻炼了细胞培养及其行为表征的实验技能，同时也训练了文献阅读、英语读译、论文写作等能力。
首先我通过对庞杂的文献内容进行分类分级整理，由表及里，层层推进，从而完成了论文综述的撰写。对于实验研究部分，将文字转变成具体实验操作是工科生不可或缺的能力，实验操作要严格按照规范进行，失败难以避免，在进行细胞染色实验时，我就因操作不当导致无法获取合格的实验数据，通过苟雪老师的指导交流，对实验操作步骤中的过失进行反思并加以改正。可见，我们需要锻炼强大的心理素质来克服阻碍，戒骄戒躁。
毕业设计进展到现在，由衷感谢苟雪老师不辞辛劳的悉心指导，也感谢课题组研究生师兄师姐给出的参考意见和建议。导师共计指导17次，其中线下指导8次，涉及选题介绍和绪论构思、实验仪器设备讲解和实验操作要领指导；线上指导9次，包括文献答疑、外文翻译、论文撰写与修改指导、任务布置以及中期报告填写和答辩指导；已填写17次指导纪要。毕业将近，希望能够顺利完成毕业设计，写好毕业论文，更好地开始进一步的学习。
线下指导手稿例图
线上指导例图
04
教师点评
刘明同学由于要参加研究生考试，进入实验室时间并不早，但是积极主动，在准备考试期间搜索了大量文献进行阅读，完成考试后第一时间来到实验室熟悉实验技能。短短几个月时间，进步很大，能够通过文献阅读，举一反三，拓展思维，动手能力也得到了极大的提升。本科毕业设计（论文）是对本科生综合运用所学知识解决实际问题的一种锻炼，也是培养科研思维的一次很好的机会。除了需要指导老师的悉心指导，也需要同学们的积极主动。刘明同学在这方面做得很好，能主动分析问题并与老师交流探讨，值得借鉴。
来源
材料科学与工程学院刘明
编辑
柯妍
头图
胡振鹏
尾签
张晨晨
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