[發(fā)明專利]用于保存細(xì)胞的雙溫敏磁性水凝膠及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010097278.0
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號(hào): CN111286044B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雷;楊靜;馬一鳴;劉敏;宋思遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J3/075
• 分類號(hào): C08J3/075;C08F275/00;C08F265/02;C08F220/20;C08F220/56;A01N1/02
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 楊歡

本發(fā)明屬于細(xì)胞保存領(lǐng)域，具體涉及一種用于保存細(xì)胞的雙溫敏磁性水凝膠及其制備方法和應(yīng)用。用于保存細(xì)胞的雙溫敏磁性水凝膠的制備方法采用下述步驟：(1)水凝膠材料包埋磁性納米粒子，得到磁性水凝膠微球；(2)將雙溫敏高分子聚合物修飾在步驟(1)得到的磁性水凝膠微球表面，得到磁性雙溫敏水凝膠顆粒。本發(fā)明的雙溫敏磁性水凝膠在冰箱冷藏溫度(4℃)以下和室溫(25℃)以上的環(huán)境溫度下自組裝成膠，從而模擬細(xì)胞外基質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行長時(shí)、高效保存細(xì)胞，同時(shí)用簡單的物理手段在細(xì)胞于材料分離的溫度下將細(xì)胞回收。該方法有效解決了傳統(tǒng)細(xì)胞保存方式中出現(xiàn)的溫度選擇性差、保存劑具有毒性、細(xì)胞存活率較低和細(xì)胞回收困難等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于細(xì)胞保存領(lǐng)域，具體涉及一種用于保存細(xì)胞的雙溫敏磁性水凝膠及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著醫(yī)療技術(shù)的提高，利用細(xì)胞進(jìn)行研究和應(yīng)用的液體活檢、組織培養(yǎng)等新型生物手段隨之出現(xiàn)，而這些技術(shù)手段的發(fā)展前提是細(xì)胞的長效高效保存。而傳統(tǒng)的細(xì)胞保存手段主要是利用超低溫度(零下196℃)和溶液保護(hù)劑的環(huán)境下，細(xì)胞進(jìn)入無代謝或慢代謝狀態(tài)進(jìn)而長時(shí)間凍存細(xì)胞。但由于此方法涉及極端環(huán)境、復(fù)雜操作、毒性試劑等因素，因此近年來大量的研究人員將精力投入了低體溫(0℃-37℃)細(xì)胞保存。

在細(xì)胞低體溫保存中，最為廣泛研究的水凝膠作為保護(hù)劑的細(xì)胞保存手段自提出就引起了較高的關(guān)注度：利用具有生物相容性的水凝膠形成細(xì)胞外基質(zhì)模擬環(huán)境進(jìn)而包裹細(xì)胞以達(dá)到保存細(xì)胞的目的。這種方案不僅具有三維細(xì)胞培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也能夠在一定程度上完成細(xì)胞保存時(shí)效的要求。但生物相容性水凝膠低體溫保存技術(shù)中仍然存在有很多問題如：1)水凝膠化學(xué)交聯(lián)過程中會(huì)損傷細(xì)胞，無法保證細(xì)胞的自然形狀，同時(shí)其交聯(lián)后形成的孔隙大小無法滿足細(xì)胞養(yǎng)料的吸收和代謝廢物的排出。2)水凝膠保存體系目前只能在4℃(冰箱溫度)時(shí)維持細(xì)胞保存時(shí)長的基本水平，無法在常溫或其他溫度進(jìn)行長時(shí)間保存，保存溫度的選擇性較差。3)水凝膠交聯(lián)體系形成后無法簡單分離如圖1，并且在通過復(fù)雜分離手段后，細(xì)胞存活率會(huì)相應(yīng)下降。因此，解決以上問題十分重要。目前我們通過開發(fā)雙溫敏高分子材料表面修飾的磁性水凝膠微球，以獲得在多環(huán)境溫度下，長效保存快速分離細(xì)胞的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種用于保存細(xì)胞的雙溫敏磁性水凝膠及其制備方法和應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種用于保存細(xì)胞的雙溫敏磁性水凝膠的制備方法，采用下述步驟：

(1)水凝膠材料包埋磁性納米粒子，得到磁性水凝膠微球；

(2)將雙溫敏高分子聚合物修飾在步驟(1)得到的磁性水凝膠微球表面，得到磁性雙溫敏水凝膠顆粒；

所述的水凝膠為具有生物相容性的天然或人工合成材料。

所述的水凝膠為葡聚糖、海藻糖、海藻酸鹽、明膠、聚乙二醇、聚羧基甜菜堿、聚磺基甜菜堿、聚磷酸膽堿、聚乳酸、聚乙烯醇、或者聚2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿中的一種或者組合。

所述的溫敏高分子聚合物由N-異丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基酯、殼聚糖、甲基丙烯酸羥丙酯、N,N-二乙基丙烯酰胺、磺酸基甜菜堿、乙烯基吡咯烷酮、N-丙烯酰胺基葡糖酰胺、甲基丙烯酰胺、N-丙烯酰胺基甘氨酰胺、羧基甜菜堿、乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸、丙烯腈、聚乙烯醇、聚乙二醇中的兩種或兩種以上的單體聚合得到。

所述的溫敏高分子聚合物同時(shí)具有最高臨界溶液溫度UCST和最低臨界溶液溫度LCST。

所述的磁性納米粒子為四氧化三鐵納米粒子、三氧化二鐵納米粒子、鐵酸鎳納米粒子、鈷酸鎳納米粒子、鐵酸鈷納米粒子中的一種。

本發(fā)明還包括一種所述的制備方法得到的用于保存細(xì)胞的雙溫敏磁性水凝膠。

本發(fā)明還包括一種所述的用于保存細(xì)胞的雙溫敏磁性水凝膠的應(yīng)用，采用下述步驟：