[发明专利]一种在细胞培养表面接枝羧基的等离子体-光化学方法

说明书

技术领域

本发明属于材料工程领域，具体涉及一种在细胞培养表面接枝羧基的等离子体-光化学方法。

背景技术

随着现代科学的不断发展，尤其是生物医学快速进步，干细胞培养成为很多研究及应用领域中十分重要的基础性工作。一直以来，人们普遍采用聚苯乙烯材质的培养板或培养瓶作为细胞培养的工具。聚苯乙烯是一种无色透明的热塑性塑料，通常为无毒、无臭、无色的透明颗粒，似玻璃状脆性材料，通式是[(CH2CHC6H5)n]，英文名称为Polystyrene，简称PS。其制品具有优越的抗水、防潮性。在人们的生产生活中，聚苯乙烯的用途十分广泛，作为细胞培养便是其中的一大用途。

聚苯乙烯材质的细胞培养表面为非极性，亲水性很差，不利于干细胞的贴壁生长。因此，人们在培养干细胞之前常常会对培养表面进行改性或处理，并由此衍生出生物医学中的一个新的研究方向——细胞培养表面处理技术。

在过去的研究和应用中，针对干细胞培养采用较多的方法有：在培养表面进行生物包被，如在神经干细胞培养中以Laminin(层粘连蛋白)对培养表面进行生物包被；或在培养基中加入血清来增强细胞的贴壁性能，如间充质干细胞的培养；或通过一些物理化学的方法对培养表面进行改性，如采用等离子体处理细胞培养表面，引入含氧、氮等元素的基团来改善其表面的亲水性，通过提高亲水性来改善干细胞在其表面的贴壁性能。然而，这些传统的方法都存在一些客观上的不足：用作表面基底包被材料的各种包被蛋白(如：Laminin)价格昂贵，对任何相关的课题中有限的经费都是一项严峻的考验，并且这些蛋白一般是动物来源的蛋白，会给人类的干细胞治疗带来一定的风险；血清用于干细胞培养存在成份不明确、来源复杂及每个批次之间由于个体的不同差异性较大等问题，这给干细胞培养的试验研究及临床应用增加了较大的风险；单纯采用等离子体技术的改性处理，在无血清培养条件下并不理想。

近年来，伴随着材料科学及纳米技术的巨大进步，等离子体和光化学接枝功能性化学基团的相关技术已经应用于电子材料、汽车材料等工业用品当中。在国外，科学研究人员将这两种技术引进到干细胞培养表面处理当中，通过在PS表面接枝羧基并与多肽进行缩合反应，多肽易于被干细胞表面受体特异识别并结合，从而促进细胞的贴壁生长。其中等离子体结合光化学法是获得含大量羧基培养表面的重要环节，也是实现这一技术的关键步骤之一。

但是在等离子体结合光化学法接枝羧基的相关技术中，现有的技术通常采用挥发性有机溶剂对单体进行溶解和稀释，然后将稀释的单体沉积在制品的基材表面并蒸发掉有机溶剂，同时在紫外照射处理中还需加入光引发剂。由于引入了有机溶剂及光引发剂，使这项技术存在着一些仍有待改完善的地方。首先，有机溶剂及光引发剂的介入不可避免造成残留，这些残留物对后续干细胞培养的试验研究及临床应用都将产生一定副作用和风险。其次，采用有机溶剂的方法本身对环境及人体容易造成危害。再次，这些物质本身就会产生较高费用，再加上后续除残的费用，将使这项技术的成果应用变得十分昂贵。最后，现有的技术因为其自身的特性，在实践操作中程序复杂，耗时费力。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种在细胞培养表面接枝羧基的等离子体-光化学方法，该方法采用水作为单体的稀释液，取代现有方法中所用的有机溶剂；并且通过紫外光(UV)照射经等离子体预处理后的表面所形成的过氧化层，使其产生活性位点从而实现单体的接枝，避免了在接枝过程中使用光引发剂。经过改良的方法能够方便地获得高羧基含量的表面。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种在细胞培养表面接枝羧基的等离子体-光化学方法，是采用等离子体技术对细胞培养表面进行预处理，使其表面产生自由基，将该表面露置于空气或氧气中与氧气作用形成过氧化层，过氧化层在紫外光照射下产生活性位点，使得单体通过化学键方式接枝到细胞培养表面，从而获得含有羧基的表面。其具体步骤包括：

(1)将细胞培养表面放入等离子体反应室进行预处理；

(2)将预处理后的培养表面露置于空气或氧气中25min～24h；

(3)将单体溶解于水中形成溶液A；将溶液A均匀地铺展到步骤(2)得到的培养表面形成薄的液面层；

(4)对铺有液面层的培养表面进行UV照射；

(5)将培养表面从溶液A中取出，用水清洗，得到接枝羧基的细胞培养表面。

本文所述的细胞培养表面是指在培养细胞时，细胞培养器皿(如培养板、培养瓶、培养皿等)中与细胞接触的面。