[发明专利]以水凝胶膜为基底的生物芯片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种以水凝胶膜为基底的生物芯片及其制备方法，将一定浓度的纳米水凝胶与一定浓度的光敏剂溶解在水溶液中得到第一混合液，并采用紫外光照射第一混合液使得第一混合液形成膜状，得到水凝胶膜。然后将白蛋白与光敏剂溶解在水溶液得到第二混合液，将第二混合液加入到水凝胶膜上，采用激发光穿过水凝胶膜并逐层扫描第二混合液使得第二混合液固化形成3D生物蛋白。实验结果表明，上述方法制备的生物芯片，不破坏水凝胶本身的结构，且3D生物蛋白与水凝胶膜的结合力强、能够稳定设置在水凝胶膜上。

技术领域

本发明涉及生物材料领域，特别是涉及一种以水凝胶膜为基底的生物芯片及其制备方法。

背景技术

传统的体外培养干细胞的方式是将干细胞种植在培养皿中，但是这样的环境是单一的，仅仅给细胞提供了一个平铺的二维结构空间。为了能够更贴近人体三维空间效果，一些可降解的聚合物生物材料出现了，比如通过光刻技术，或者电纺技术等等制备一些三维图案(3D图案)给细胞生长，但是这类技术均存在制作工艺复杂，周期长，制作过程有毒性物质的加入，结构单一化随机化的缺点，并且聚合物材料本身并不受细胞青睐。

水凝胶生物材料目前被临床治疗关节软骨得到了广泛的应用和认可，在临床试验中，新兴软骨覆盖率达86％，术后疼痛也大大减轻。水凝胶不仅有利于干细胞移植，也可加速眼睛与神经损伤的修复，同时起到润滑的作用，是干细胞移植的理想介质，可以帮助干细胞在体内存活，修复损伤组织。如果在水凝胶膜上形成三维图案制成生物芯片，能够为对科学研究以及临床试验提供更真实的人体模拟环境。

然而由于水凝胶本身的物理机械性能差，传统的方法无法在水凝胶上形成结合力强、且结构稳定的3D图案。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够以水凝胶膜为基底并形成结合力强、且结构稳定的3D图案的生物芯片的制备方法。

此外，还有必要提供一种以水凝胶膜为基底的生物芯片。

一种以水凝胶膜为基底的生物芯片的制备方法，包括如下步骤：

将纳米水凝胶、光敏剂与水混合得到第一混合液，其中，所述第一混合液中所述纳米水凝胶的终浓度为50mg/mL～80mg/mL，所述光敏剂的终浓度为0.01w/v％～0.05w/v％；

采用紫外光照射所述第一混合液使得所述第一混合液形成膜状，得到水凝胶膜；

将白蛋白与光敏剂溶解在水溶液得到第二混合液，其中，所述第二混合液中所述白蛋白的终浓度为150mg/mL～200mg/mL，所述光敏剂的终浓度为0.15w/v％～0.3w/v％；以及

将所述第二混合液加入到所述水凝胶膜上，采用激发光穿过所述水凝胶膜并逐层扫描所述第二混合液使得所述第二混合液固化形成3D生物蛋白，得到所述以水凝胶膜为基底的生物芯片。

在一个实施方式中，所述将纳米水凝胶、光敏剂与水混合得到第一混合液的操作中，所述纳米水凝胶的粒径为100nm～200nm，所述光敏剂为虎红钠盐。

在一个实施方式中，所述采用紫外光照射所述第一混合液使得所述第一混合液形成膜状的操作中，所述紫外光的波长为100nm～400nm，所述紫外光的能量为0.2W～0.4W。

在一个实施方式中，所述水凝胶膜的厚度为100μm～200μm。

在一个实施方式中，所述将白蛋白与光敏剂溶解在水溶液得到第二混合液的操作中，所述白蛋白选自牛血清白蛋白、人血清白蛋白、人重组血清白蛋白、羊血清白蛋白和兔血清白蛋白中的至少一种，所述光敏剂为虎红钠盐。

在一个实施方式中，所述白蛋白上还标记有荧光素，所述荧光素选自FITC和PE中的至少一种。