[發(fā)明專利]一種能夠使細(xì)胞圖案化生長(zhǎng)的表面及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110532310.8
• 申請(qǐng)日: 2021-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN113249294B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐福建;毛帥超;丁小康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N5/00
• 分類號(hào): C12N5/00
• 代理公司: 重慶信航知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50218
• 代理人: 孫章虎

本發(fā)明公開了一種能夠使細(xì)胞圖案化生長(zhǎng)的表面，制備步驟為：1)用硅烷偶聯(lián)劑制備氨基修飾的玻璃表面；2)按照a或b的任一步驟進(jìn)行：a、用帶有預(yù)設(shè)圖案的聚二甲基硅氧烷印章，以氧等離子體刻蝕的方式，在步驟1)得到的玻璃片表面形成氨基預(yù)設(shè)圖案，得到氨基圖案化玻璃片；再用羧基被活化的天然多糖與氨基圖案化玻片發(fā)生酰胺化反應(yīng)，在玻璃片表面形成多糖預(yù)設(shè)圖案；b、步驟1)得到的玻璃片和羧基被活化的天然多糖進(jìn)行酰胺化反應(yīng)；再用帶有預(yù)設(shè)圖案的聚二甲基硅氧烷印章，以氧等離子體刻蝕的方式，在玻璃片表面形成多糖預(yù)設(shè)圖案。通過圖案化表面培養(yǎng)細(xì)胞，細(xì)胞優(yōu)先黏附在非多糖區(qū)域，形成細(xì)胞圖案化，且具有良好的取向。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物材料領(lǐng)域，涉及一種能夠使細(xì)胞圖案化生長(zhǎng)的表面及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

細(xì)胞在體內(nèi)處于一個(gè)充滿了各種物理化學(xué)信號(hào)高度信息化的微環(huán)境中，細(xì)胞生長(zhǎng)微環(huán)境對(duì)于細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育和動(dòng)態(tài)平衡非常重要。細(xì)胞圖案化是一種體外細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，具體地，通過在材料表面制備一定的圖案，誘導(dǎo)細(xì)胞自身的響應(yīng)機(jī)制黏附在特定的區(qū)域形成圖案。目前，常用表面化學(xué)修飾的方法在基底形成具有細(xì)胞黏附反差的表面，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞圖案化。細(xì)胞圖案化作為一種體外研究和控制細(xì)胞生物學(xué)行為的重要方法，被廣泛用于研究細(xì)胞與細(xì)胞之間以及細(xì)胞與基底之間相互作用的機(jī)制，同時(shí)可以一定程度上模擬體內(nèi)復(fù)雜的微環(huán)境以控制細(xì)胞的功能性，從而滿足組織工程學(xué)的需要。

目前，微接觸壓印技術(shù)常被用于構(gòu)建圖案化表面。該方法一般會(huì)用到PDMS印章，然而 PDMS沒有足夠的剛性，壓印過程中的過度形變會(huì)導(dǎo)致形成的圖案不規(guī)整，因此不僅對(duì)PDMS 印章的圖案高度要求嚴(yán)格，而且對(duì)操作者而言，需要在壓印時(shí)非常小心。另外，在以往的研究中，聚乙二醇(PEG)及其衍生物的單分子層常被用作抗細(xì)胞黏附的表面，然而不可忽視的是聚乙二醇應(yīng)用于生物醫(yī)用材料有很多副反應(yīng)，例如，PEG分子本身或者在合成過程中引入的副產(chǎn)物可能會(huì)引起機(jī)體的過敏反應(yīng)，PEG的不可生物降解性和在有氧環(huán)境中容易降解的特點(diǎn)都會(huì)對(duì)它的使用產(chǎn)生不利的影響。

針對(duì)上述弊端，我們采用一種天然多糖為原料，利用氧等離子體刻蝕的方法與玻璃基底進(jìn)行圖案化修飾，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞圖案化的目的。該方法的優(yōu)勢(shì)在于不僅能夠很好地形成規(guī)整的細(xì)胞圖案，而且原料具有更加優(yōu)異的生物相容性和生物功能性，同時(shí)操作更加簡(jiǎn)便，反應(yīng)條件溫和。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種能夠使細(xì)胞圖案化生長(zhǎng)的表面。本發(fā)明具體提供了如下的技術(shù)方案：

1、一種能夠使細(xì)胞圖案化生長(zhǎng)的表面，其特征在于，制備步驟為：

1)用硅烷偶聯(lián)劑制備氨基修飾的玻璃表面；

2)按照a或b的任一步驟進(jìn)行：

a、用帶有預(yù)設(shè)圖案的聚二甲基硅氧烷印章，以氧等離子體刻蝕的方式，在步驟1)得到的玻璃片表面形成氨基預(yù)設(shè)圖案，得到氨基圖案化玻璃片；再用羧基被活化的天然多糖與氨基圖案化玻片發(fā)生酰胺化反應(yīng)，在玻璃片表面形成多糖預(yù)設(shè)圖案；

b、步驟1)得到的玻璃片和羧基被活化的天然多糖進(jìn)行酰胺化反應(yīng)；再用帶有預(yù)設(shè)圖案的聚二甲基硅氧烷印章，以氧等離子體刻蝕的方式，在玻璃片表面形成多糖預(yù)設(shè)圖案。

進(jìn)一步，步驟2)中所述的天然多糖的羧基用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺與 N-羥基琥珀酰亞胺的混合物或4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基嗎啉激活。

進(jìn)一步，所述的天然多糖需配成溶液，濃度為1～5mg/mL，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺與N-羥基琥珀酰亞胺的濃度分別為20～100mM和50～200mM，4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基嗎啉的用量為天然多糖的羧基的物質(zhì)的量的2～4倍。

進(jìn)一步，所述的天然多糖為透明質(zhì)酸、海藻酸鈉、肝素、葡聚糖、殼聚糖或普魯蘭。

進(jìn)一步，所述的天然多糖的溶液的pH為5.0～7.0。