[發明專利]光致細胞脫附的方法及其所使用的細胞培養器具

無效

• 申請號: 201210013668.0
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102586169A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 程逵;翁文劍;洪逸
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12N5/00
• 分類號: C12N5/00;C12N5/077;C12N5/071;C12M3/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明屬于組織工程領域，具體涉及一種光致細胞脫附的方法及其所使用的細胞培養器具。

背景技術

體外細胞培養(in?vitro?cell?culture)是目前生物醫藥技術、生物材料方面的研究必不可少的技術。在體外細胞培養中如何減少外界不確定因素對細胞行為的不利影響、使之有效附著、增殖、分化，并在需要的時候與培養基分離，從而細胞水平上體現對藥物或材料的響應，這些直接影響新藥物與新型醫用材料的研發。

在體外細胞培養所涉及的細胞中，很多為貼壁細胞。通常采用在聚苯乙烯的細胞培養器具中進行細胞培養，貼壁細胞一般通過細胞外基質(ECM)和整合素等較為牢固地附著在細胞培養器具表面。研究發現，基底材料表面的宏觀親水憎水特性也對細胞能否附著以及增殖和分化等行為有著非常重要的影響。細胞傾向于附著在微憎水的表面上，而不易于附著于親水的表面之上。在涉及到對一些細胞相關酶活性表征時，需要先要使細胞從表面上脫離下來。現有的脫附方法一種是通過鏟刀以機械力剝離細胞；另一種是采用以胰酶為代表的消化酶將連接細胞與培養基材的細胞外基質和整合素等消化，使細胞脫離基材表面。前一種方式中以機械力剝離細胞肯定會對細胞造成一定的損傷，而后一種方式中胰酶的用量和作用時間則需要較為精確的控制，否則可能同時將細胞膜蛋白消化，從而損傷細胞。而且，由于ECM等本身即具有一定的生物學功能，完全脫離了ECM的細胞能否完整、可靠地反映出所要表征的效應，也還存在疑問。

近年來，OKANO等采用溫敏聚合物利用其憎水親水特性可隨溫度變化的特性成功地通過溫度變化實現了細胞從細胞培養器皿上分離[N.Matsuda，T.Shimizu，M.Yamato，T.Okano，Tissue?Engineering?Based?on?Cell?Sheet?Technology，Advanced?Materials，2007，19，3089-3099]。但是，以溫度作為外場仍需要較長的時間，而所需的低溫過程在一定程度可損傷細胞的功能。

發明內容

本發明提供了一種用于體外細胞培養中光致細胞脫附的方法及其所使用的細胞培養器具，可最大程度減小在細胞脫附時對細胞的損傷。

一種用于體外細胞培養中光致細胞脫附的方法，包括以下步驟：

(1)在進行體外細胞培養前，在細胞培養器皿的細胞接觸表面上制備光敏半導體結構層作為細胞培養表面，所述光敏半導體為具有光至憎水-親水轉換特性的光敏半導體，所述光敏半導體結構層為光敏半導體薄膜或光敏半導體微納點陣，其中，所述光敏半導體薄膜的晶粒尺寸為2～100nm，厚度為50nm～2000nm，所述光敏半導體微納點陣中的半導體納米點的密度范圍在1.0×10¹⁰～1×10¹²/cm²，點尺寸范圍在10nm～500nm；

(2)在所述細胞培養器皿的細胞培養表面上進行并完成體外細胞培養后，通過紫外光或可見光照射處理使生長于所述細胞培養表面的細胞從所述細胞培養器皿脫附。

優選的技術方案中，所述光敏半導體為氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、氧化鐵或氧化鋯。即，所述光敏半導體薄膜為氧化鈦薄膜、氧化鋅薄膜、氧化錫薄膜、氧化鐵薄膜或氧化鋯薄膜；所述光敏半導體微納點陣為氧化鈦微納點陣、氧化鋅微納點陣、氧化錫微納點陣、氧化鐵微納點陣或氧化鋯微納點陣。

其中，所述的紫外光或可見光照射處理的過程為：

將波長為300～400納米的紫外光從細胞培養器皿底部入射，照射1～40分鐘；

或者，將波長為400～700納米的可見光從細胞培養器皿細胞培養表面或底部入射，照射10～60分鐘。

一種用于體外細胞培養中光致細胞脫附時所使用的細胞培養器具，包括：細胞培養器皿，其中，在所述細胞培養器皿的細胞接觸表面上制備有光敏半導體結構層作為細胞培養表面，所述光敏半導體為具有光至憎水-親水轉換特性的光敏半導體，所述光敏半導體結構層為光敏半導體薄膜或光敏半導體微納點陣，其中，所述光敏半導體薄膜的晶粒尺寸為2～100nm，厚度為50nm～2000nm，所述光敏半導體微納點陣中的半導體納米點的密度范圍在1.0×10¹⁰～1×10¹²/cm²，點尺寸范圍在10nm～500nm；