[發明專利]一種表面局部浸潤性可控基底及其應用

在審

• 申請號: 201810750718.0
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN109517736A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 孫康;李喜梅;楊明亮;蔣慶
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

本發明提供了一種表面局部浸潤性可控基底，利用該基底可構建三維細胞共培養模型，所述表面局部浸潤性可控基底包含超疏水的惰性表面和在所述惰性表面上的圖案化電極，且該圖案化電極的表面浸潤性可控，控制表面浸潤性的方法是首先通過微加工等方法制備出圖案化電極，然后通過分子修飾改變圖案化電極的表面化學成分，使其表面變為超疏水；利用電解析等使該圖案化電極的表面進行化學分子脫附，圖案化電極表面變為親水，且上述過程可逆，實現浸潤性可控，同時惰性表面不全部被圖案化電極覆蓋。本發明將所述基底用于制備三維細胞共培養模型，極大地簡化了現有制備細胞三維共培養細胞模型的操作及方法。

技術領域

本發明涉及微納加工技術和細胞培養技術領域，更具體地，涉及一種表面局部浸潤性可控基底及其應用。

背景技術

近幾年隨著微加工技術而發展起來的體外三維模型，結構簡單的有微組織（micro-tissμe），更為復雜的是器官芯片（organs-on-achip）。體外三維模型通過將多種細胞構筑成模擬體內組織、器官的三維結構，使其接近或達到組織、器官水平的功能，從而可以進行生物學基礎研究、藥物篩選以及組織工程研究。舉例，MIT的Sangeeta Bhatia利用軟刻蝕技術制備了微井陣列，在陣列里培養肝原代細胞，在陣列周圍則培養成纖維細胞。基于該體外肝臟系統，作者研究了干細胞功能相關蛋白的表達情況，以及對毒素的耐受性。清華大學的孫偉課題組利用3D打印的方法，制備了含有Hela細胞的網格狀水凝膠結構。多倫多大學的Warren Chan課題組將腫瘤細胞置于微流管道中，構建了納米顆粒的滲透模型。

盡管上述模型能夠在不同程度上模擬腫瘤組織的復雜環境，但有的結構相對簡單，如腫瘤細胞和正常細胞分隔在不同的區域；有的可控因素相對較少，如腫瘤組織的尺寸難以調控。發展構建體外三維腫瘤模型的新方法、新技術，簡捷、高效的制備能夠模擬體內復雜結構，為精準醫學、轉化醫學提供個性化的體外模型，仍是當期研究的一個重要挑戰。

發明內容

本發明的首要目的在于，提供了一種表面局部浸潤性可控基底。

利用本發明提供的表面局部浸潤性可控基底可簡單、快捷的構建三維細胞共培養模型，且內、外層細胞的形狀和大小可控，可為精準醫學、轉化醫學提供個性化的體外模型。

本發明通過以下技術方案實現上述技術目的：

一種表面局部浸潤性可控基底，包括超疏水的惰性表面和在所述惰性表面上的圖案化電極，且該圖案化電極的表面浸潤性可控。

優選地，控制圖案化電極的表面浸潤性可控的方法，包括如下步驟：

S1.在超疏水的惰性表面基底上制備出圖案化電極；

S2.通過分子修飾改變圖案化電極的表面化學成分，使圖案化電極的表面變為超疏水；再將超疏水的圖案化電極的表面進行化學分子脫附，圖案化電極表面變為親水，實現浸潤性可控。

優選地，表面局部浸潤性可控基底的材質為玻璃或硅片。

優選地，超疏水的惰性表面基底是通過表面修飾改變化學成分，成為超疏水惰性表面。

優選地，超疏水的惰性表面基底的制備為：將原始基底進行刻蝕，并用十八烷基三氯硅烷修飾，變為惰性表面。

優選地，S1中制備圖案化電極的操作為：通過微加工方法將導電物質的圖案沉積在超疏水的惰性表面。同時惰性表面不全部被圖案化電極覆蓋。上述不全部覆蓋的原因在于：為了形成特定圖案的三維水凝膠模型，需要惰性基底來保證水凝膠只粘附在親水的圖案部分。

優選地，S2中分子修飾采用的物質為烷基硫醇分子。

優選地，烷基硫醇分子為十二烷基硫醇。