一种基于有序聚合物薄膜的细胞图案化结构、制备方法以其在细胞增殖抑制方面的应用，属于细胞的定位组装技术领域。该方法和应用包括内壁负载有正电荷表面活性剂的有序多孔薄膜的制备、与细胞带相反电荷的聚电解质在有序多孔薄膜孔洞内壁的选择性组装、细胞在孔洞内的选择性吸附等步骤。此发明专利技术设备简单易得、操作方便、条件温和、周期短、可实现细胞在有序的蜂窝状薄膜孔内的选择性分布，而且通过大小合适的细胞的选择，可制得每个孔洞中只有一个细胞存在的单细胞阵列。此单细胞阵列在生物传感器、组织工程及单细胞携带和行为操作等领域均具有重要的意义。该结构在细胞的转移疏运、增殖抑制、一些癌症及其他疾病的治疗方面具有重要的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种基于有序聚合物薄膜的细胞图案化结构、制备方法以其在细胞增殖抑制方面的应用，属于细胞的定位组装
。该方法和应用包括内壁负载有正电荷表面活性剂的有序多孔薄膜的制备、与细胞带相反电荷的聚电解质在有序多孔薄膜孔洞内壁的选择性组装、细胞在孔洞内的选择性吸附等步骤。此专利技术设备简单易得、操作方便、条件温和、周期短、可实现细胞在有序的蜂窝状薄膜孔内的选择性分布，而且通过大小合适的细胞的选择，可制得每个孔洞中只有一个细胞存在的单细胞阵列。此单细胞阵列在生物传感器、组织工程及单细胞携带和行为操作等领域均具有重要的意义。该结构在细胞的转移疏运、增殖抑制、一些癌症及其他疾病的治疗方面具有重要的应用价值。【专利说明】—种细胞图案化结构、制备方法及在细胞增殖抑制方面的应用
本专利技术属于细胞的定位组装、图案化结构制备及细胞在限定空间内活动的
，具体涉及一种基于有序聚合物薄膜的细胞图案化结构、制备方法以及此结构在细胞增殖抑制方面的应用。
技术介绍
细胞图案化结构由于可以在图案化基底上精确控制细胞的位置而在细胞生物学、药物传输、生物膜、生物传感器及细胞的行为研究等领域引起人们极大的兴趣(FUKUDA J,KHADEMHOSSEINI A, YEH J, ENG G, CHENG J J, FAR0KHZAD O C，LANGERR, B1materials 2006,27,1479-1486)。相应的，许多种方法如微接触印刷(LAWRENCEN J, WEELS-KINGSBURY J M, IHRIG M M, FANGMAN T E, NAMAVAR F，CHEUNG C L, Langmuir2012，28，4301-4308)、光刻(R0ZH0K S1FAN Z F, NYAMJAV D, LIU C, MIRKIN C A, HOLZ RC, Langmuir 2006，22，11251-11254)、电子束光刻、浸蘸纳米光刻(KIM J, SHIN Y H，YUNS H, CHOI D S1NAM J H, KIM S R, MOON S K, CHUNG B H, LEE J H, KIM J H, KIM K Y, J.Am.Chem.Soc.2012，134，16500-16503)和聚合物降解(PASPARAKIS G, MAN0URAS T, SELIMISA, VAMVAKAKI M, ARGITIS P, Angew.Chem.1nt.Ed.2011，50，1-5)等被应用于细胞图案化结构的制备，虽然这些方法可以制备得到有序的细胞图案化结构，但是这些方法通常需要等离子刻蚀及昂贵的光刻设备等苛刻的实验条件，某些方法还涉及到复杂的化合物制备过程，而且这些细胞图案化结构大多是在二维的平面基底上制备。因此，如果能够发展一种简便快速的细胞图案化结构制备方法，必将对细胞图案化结构的应用起到促进作用，此外，如果能够在三维基底上制备细胞图案化结构，将有利于细胞活动的研究。 近年来，各种光亥IJ、软刻蚀(XIAY N, WHITESIDES G M, Angew.Chem.1nt.Ed.1998，37，550-575)或者是自组装的方法如嵌段共聚物的微相分离(JE0NG U1KIM HC，RODRIGUEZ R L, TSAI I Y, STAFFORD C M, KIM J K, HAWKER C J,RUSSELL T P,Adv.Mater.2002，14，274-276)、胶体模板法(KULINOWSKI K M, JIANG P, VASffANI H, COLVIN VL, Adv.Mater.2000，12，833-838)，呼吸图案法(ffIDAWSKI G, RAffISO M, FRANCOIS B, Nature1994, 369, 387-389)以及微乳液滴法(LIANG J, MA Y Y, SUN Η, LI ff, WU L X, J.ColloidInterface Sc1.2013，409，80-87)被应用于有序蜂窝状结构薄膜的制备。而且细胞在这些蜂窝状聚合物薄膜上的吸附(BEATTIE D, WONG K H, WILLIAMS C，WARREN L A P, DAVIST P, KOffOLLIK C B, STENZEL M H, B1macromolecules 2006，7，1072-1082)、伸展(KAWAN0T, NAKAMICHI Y, FUJINAMI S，NAKAJMA K, YABU H, SHIM0MURA Μ, B1macromolecules2013,14,1208-1213)、分化(TSURUMA A, TANAKA M, YAMAMOTO S，SHMOMURA M, Colloidsand surfaces A:Physicochem.Eng.Aspects 2008, 313-314, 536-540)及增殖(SUNAMIH, ITO E, TANAKA M, YAMAMOTO S，SHMOMURA M, Colloids and Surfaces A:Physicochem.Eng.Aspects 2006，284-285，548-551)等活动也被广泛研究。但是，细胞在此蜂窝状薄膜的孔内研究却仅限于一些选择性吸附实验(LEON A S D, HERNANDEZ J R, CORTAJARENA AL, B1materials 2013, 34，1453-1460)。由于细胞内部和外部的机械力会影响细胞的各种生物过程，因此细胞在孔内的行为研究具有重要的意义。 考虑到由微乳液滴法可制备得到高度有序的蜂窝状薄膜，而且在此薄膜中正电荷表面活性剂主要分布在孔洞的内壁(MA Y Y, LIANG J, SUN H，WU L X, DANG Y Q，WU YQ, Chem.Eur.J.2012，18，526-531)，所以以此正电荷的表面活性剂层为基础，基于静电相互作用可选择性的在孔内壁进行聚电解质的组装，由于大多数细胞的表面带有负电荷(B0R0VICKA J, METHERINGHAM W J, MADDEN L A, WALTON C D, STOYANOff S D, PAUNOV V N, J.Am.Chem.Soc.2013, 135，5282-5285)，所以如果预先将正电荷的聚电解质组装到孔内壁，那么基于静电相互作用，使细胞在孔内产生选择性分布便可实现，进而形成有序的细胞阵列。进一步地，如果吸附到孔洞内的细胞与孔洞的尺寸相匹配，就可以得到单细胞的有序阵列，而且由于孔洞的形状和尺寸的限制作用，细胞在限域内的行为研究也可被实现。
技术实现思路
本专利技术的目的是实现基于聚合物薄膜的细胞的选择性排列，并且通过选用与孔洞尺寸相近的酵母细胞为对象，构筑有序的单细胞阵列；由于孔洞的形状以及大小的限制作用，在形成形貌和大小与孔洞相近的细胞的同时，实现细胞的增殖抑制。 有序的单细胞阵列在生物传感器、组织工程及单细胞研究方面具有非常重要的意义，而且基于此结构基础上的细胞增殖抑制对于癌症、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于有序聚合物薄膜的细胞图案化结构的制备方法，其步骤如下：1)将聚合物和表面活性剂以20:1～60:1的质量比溶于有机溶剂中，制备聚合物浓度为4～7mg/mL的聚合物有机溶液，将此聚合物有机溶液与去离子水以10:1～50:1的体积比混合，超声10min后得微乳液，用200～220nm的滤头过滤此微乳液，然后在湿度为30～40％、温度为25～30℃的环境中将过滤后的溶液浇铸在清洗过的平滑基底上成膜；待有机溶剂和去离子水完全挥发后，得到孔洞直径为4～6μm，孔洞深度为1～3μm的有序多孔薄膜，表面活性剂分布在制得的有序多孔薄膜的孔洞内壁；2)将步骤1)得到的孔洞内壁分布有表面活性剂的有序多孔薄膜浸入到1～3mg/mL的负电荷聚电解质溶液中，30～50min后，将薄膜取出，再浸入到乙醇与去离子水的混合溶液中润洗5～10min，然后取出薄膜放入40～60℃的干燥箱中干燥30～50min；再将干燥后的薄膜浸入到1～3mg/mL的正电荷聚电解质溶液中，30～50min后将薄膜取出，然后浸入到乙醇与去离子水的混合溶液中润洗5～10min，最后取出薄膜放入40～60℃干燥箱中干燥30～50min，从而得到孔洞内壁负载有正电荷聚电解质的薄膜；3)将4～6mL带有负电荷的细胞的溶液滴在步骤2)得到的孔洞内壁负载有正电荷聚电解质的薄膜上，1～3小时后，将薄膜浸入磷酸缓冲溶液中润洗3～5min，重复在磷酸缓冲溶液中的润洗步骤4～6次，得到孔洞内吸附有细胞的薄膜，从而完成细胞图案化结构的制备。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马英一，梁静，吴立新，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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