[發明專利]用于細胞培養的石墨烯襯底及其制備方法

有效

• 申請號: 201110400646.5
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN102433304A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 李寧;張琦;宋琴;唐明亮;蘇瑞鞏;齊琳;王龍;程國勝
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: C12N5/09
• 分類號: C12N5/09;C12N5/079;C12N5/0797
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 陳忠輝

技術領域

本發明涉及一種用于細胞培養的石墨烯襯底及其制備方法，尤其涉及該種石墨烯襯底的純化、修飾工藝，屬于生物材料領域。

背景技術

石墨烯為單層或少層碳原子組成的二維納米材料，具有優良的物理、化學性質。自2004年被發現以來，迅速成為材料科學與凝聚態物理等領域的研究熱點。同時在生物醫學領域，石墨烯近年來也備受關注，已被用于細胞成像、藥物輸運、生物分析、干細胞工程及腫瘤治療方面研究。

由于石墨烯優良的電學、力學性能，可進一步應用于生物芯片、植入材料等生物醫學領域，因此制備具有良好生物相容性的石墨烯襯底材料具有重要應用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于細胞培養的石墨烯襯底及其制備方法，可實現石墨烯表面多類細胞培養。

本發明的一個目的，一種石墨烯襯底，用于細胞培養設備之中，其特征在于：細胞培養的載體表面為石墨烯襯底，所述石墨烯襯底為透明基片表面經清洗、液池固定及親和工藝處理的單層石墨烯或十層以下的少層石墨烯，所培養的細胞至少為腫瘤細胞、原代神經細胞和神經干細胞中一種或幾種。

優選的，所述少層石墨烯的層數為三至五層。

本發明的另一個目的，用于細胞培養的石墨烯襯底的制備方法，所述石墨烯為化學氣相沉積方法合成的單層或少層石墨烯，其特征在于：將石墨烯遷移至透明基片表面，經有機溶劑清洗后在石墨烯表面固定液池，再利用去離子水清洗去除殘留有害物質，最后采用氧等離子體改性、生物活性分子改性和含血清培養基孵育中的一種或幾種親和工藝處理制得石墨烯襯底，所述石墨烯襯底用于培養的細胞至少為腫瘤細胞、原代神經細胞和神經干細胞中一種或幾種。

優選的，該透明基片為玻璃，制備方法在有機溶劑清洗和固定液池之間還包括一高溫退火處理，所述高溫退火處理方法為在氬氫比為0.9～9wt%的氣氛條件下300℃處理0.5小時～20小時。

優選的，該透明基片為透明聚合物材料，至少包括聚苯乙烯類，聚丙烯類，聚氯乙烯類，聚氨酯類，聚碳酸酯類，聚苯醚類和聚酰胺類的一種或幾種。

優選的，該有機溶劑清洗的方法為采用20～75℃的熱丙酮處理0.5小時～120小時。

優選的，該固定液池的方法為采用道康寧3140硅酮粘合劑在室溫條件下固化1小時～120小時，液池固化后用去離子水浸泡1小時～120小時去除殘留有害物質。

優選的，該氧等離子改性的工藝參數為氧等離子功率10W～200W，氧氣流量10～150sccm，時間30秒～10分鐘。

優選的，該生物活性分子改性的方法為采用多聚賴氨酸或層粘連蛋白中一種對石墨烯表面進行非共價修飾，其中多聚賴氨酸修飾的工藝參數為多聚賴氨酸濃度0.05～10mg/mL，反應時間2小時～120小時，修飾溫度37℃，pH值7.4；層粘連蛋白修飾的工藝參數為層粘連蛋白濃度0.1～100μg/mL，修飾時間為2小時～120小時，修飾溫度37℃，pH值7.4，兩種修飾工藝完畢后采用滅菌PBS緩沖液沖洗。

優選的，該含血清培養基孵育方法為根據培養細胞種類在細胞接種前采用血清濃度1%～15%培養基孵育2小時～120小時。

與現有細胞培養皿及其制法相比，本發明的優點至少在于：（1）采用經過處理的石墨烯能夠保持本征石墨烯優良的力學、電學、電化學性能，為生物細胞的研究實驗提供支持。（2）本發明制備方法工藝高效、快捷、簡單、克服了細胞培養過程中未經處理石墨烯會引起細胞毒性這一不足。特別當與未經處理石墨烯相比，處理后石墨烯表面細胞存活率、凋亡率、增殖速率顯著改善，展現了良好的生物相容性。

具體實施方式

針對現有技術中的缺陷與不足，經長期研究和實踐，本發明專利申請提出了利用石墨烯襯底作為細胞培養載體的構想及這種石墨烯襯底的制備方法。

該石墨烯襯底主要用于細胞培養設備之中。作為細胞培養的載體表面，該石墨烯襯底為透明基片表面經清洗、液池固定及親和工藝處理的單層石墨烯或十層以下的少層石墨烯，所培養的細胞至少為腫瘤細胞、原代神經細胞和神經干細胞中一種或幾種。其中本方案中優選的少層石墨烯的層數為三至五層。