[發明專利]一種向細胞內遞送物質的裝置和方法

有效

• 申請號: 201410337234.5
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104178414B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 史鵬;陳獻峰;張文軍
• 申請（專利權）人: 香港城市大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12N15/63
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙)11447
• 代理人: 王浩然,周建秋

1.一種向細胞內遞送物質的裝置，該裝置包括具有金剛石面層的基底和形成于金剛石面層上并彼此間隔的金剛石納米針，所述基底還具有在金剛石面層下的硅底層，其特征在于：所述納米針為圓柱狀納米針，且所述納米針的側面垂直于所述金剛石面層；所述圓柱狀納米針橫截面的直徑為10-800nm；所述納米針的高度為3-8μm。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述圓柱狀納米針橫截面的直徑為50-600nm，所述納米針的高度為3.5-6.5μm。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于：所述圓柱狀納米針橫截面的直徑為200-450nm，所述納米針的高度為3.8-5.3μm。

4.根據權利要求1-3中任意一項所述的裝置，其特征在于：所述納米針在所述金剛石面層上的分布密度為(1-15)×10⁶個/cm²。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于：所述納米針在所述金剛石面層上的分布密度為(4-8)×10⁶個/cm²。

6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述金剛石面層的厚度為0.5-5μm，所述硅底層的厚度為400-600μm。

7.一種向細胞內遞送物質的方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

(1)將細胞置于基板上的培養基中，所述培養基含有等待遞送的物質；

(2)將向細胞內遞送物質的裝置置于所述培養基的液面上，形成夾心結構，所述向細胞內遞送物質的裝置包括基底和附著于基底表面上并彼此間隔的納米針，所述納米針為金剛石形成的納米針；所述納米針的尖端指向所 述細胞；

(3)將所述夾心結構進行離心；

所述向細胞內遞送物質的裝置為權利要求1-6中任意一項所述的向細胞內遞送物質的裝置；離心的條件包括：相對離心力為10-15g。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于：所述向細胞內遞送物質的裝置中，所述納米針為錐體狀，且錐體狀的納米針的底面所述金剛石面層相連。

9.根據權利要求7或8所述的方法，其特征在于：離心的條件包括：相對離心力為12-13g。

10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于：所述離心在加速階段的相對離心力增加速率為0.001-0.003g/s；所述離心在減速階段的相對離心力減少速率為0.003-0.006g/s。

11.根據權利要求7、8和10中任意一項所述的方法，其特征在于：所述等待遞送的物質包括DNA、RNA、PNA、染料、蛋白質、抗體、小分子藥物和納米顆粒中的至少一種；其中，所述染料包括乙啡啶同型二聚體和/或量子點，所述納米顆粒包括聚乙烯納米顆粒。

12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于：所述等待遞送的物質包括DNA、RNA和PNA中的至少一種，所述培養基還含有核酸轉染助劑；其中，所述核酸轉染助劑包括陽離子脂質體。

13.一種制備向細胞內遞送物質的裝置的方法，其特征在于：該裝置包 括具有金剛石面層的基底和形成于金剛石面層上并彼此間隔的金剛石納米針，所述基底還具有在金剛石面層下的硅底層，其特征在于：所述納米針為圓柱狀納米針，且所述納米針的側面垂直于所述金剛石面層；該方法包括如下步驟：

(1)在硅底層上沉積形成納米金剛石膜，沉積的條件使得所述納米金剛石膜的厚度比期望得到的納米針的高度大0.5-5μm；

(2)對形成的納米金剛石膜進行偏壓輔助的反應離子刻蝕，其中，偏壓輔助的反應離子刻蝕的條件包括：反應壓力為(4-8)×10^-3Torr，反應時間為20分鐘至4小時；偏壓為-50V至-250V；偏壓輔助的反應離子刻蝕的氣體包括H₂、Ar與H₂的混合氣和CH₄與H₂的混合氣中的至少一種。