本发明专利技术公开的具有可光致细胞脱附的二氧化钛/白蛋白/生物信号分子复合涂层，自下而上依次有基底、二氧化钛纳米点层以及白蛋白与生物信号分子层，其中，二氧化钛纳米点层中二氧化钛纳米点的尺寸为20～300nm，密度为1.0×109～1×1011/cm2，白蛋白与生物信号分子层充满二氧化钛纳米点之间的间隙，并覆盖二氧化钛纳米点。其制备：包括制备二氧化钛前驱体溶胶；依次将前驱体溶胶、白蛋白与生物信号分子的混合物旋涂在基底上并进行热处理。该所得到的复合涂层具有良好的生物相容性有利于细胞的初始附着、增殖和后续脱附。可广泛用于体外细胞培养和组织工程等生物医学工程领域。
【技术实现步骤摘要】
一种具有可光致细胞脱附的二氧化钛/白蛋白/生物信号分子复合涂层及其制备方法
本专利技术属于生物医用涂层领域，具体涉及兼具促进细胞粘附和脱附二氧化钛基复合涂层及其制备方法。
技术介绍
目前体外细胞培养收获细胞时主要用胰酶处理，但胰酶处理会使细胞与细胞外基质分离，不利于细胞的后续利用；近年来，OKANO等采用温敏聚合物利用其憎水亲水特性可随温度变化的特性成功地通过温度变化实现了细胞从细胞培养器皿上分离而不破坏细胞外基质蛋白的连接[N.Matsuda,T.Shimizu,M.Yamato,T.Okano,TissueEngineeringBasedonCellSheetTechnology,AdvancedMaterials,2007,19,3089–3099]。但是，以温度作为外场仍需要较长的时间，而所需的低温过程在一定程度可损伤细胞的功能。由于TiO2材料具有良好的生物相容性和特有的光学响应性，使得其在生物医用方面的应用不断的扩展。洪逸等人[Y.Hongetal.Light-inducedcelldetachmentforcellsheettechnology[J].Biomaterials(2012)1-8.]在TiO2纳米点薄膜上培养细胞，首次发现通过紫外照射，细胞可以从TiO2纳米点薄膜上脱附下来，而且细胞外基质和细胞连接蛋白可以一起被脱附下来，获取下来的细胞具有良好的细胞活性。RGD被认为是目前促进细胞黏附最有效且应用最广泛的多肽序列。由于多种机体细胞均表达多种整合素，它能特异性结合细胞黏附识别位点RGD片段，活化信号通路如MAPK和JNK，调节转录因子活性，指导细胞生长和分化。白蛋白是细胞体外培养液的主要蛋白。也是材料表面首先吸附的蛋白，二氧化钛具有光致亲水性，在紫外UV365的激发下，锐钛矿TiO2纳米点上吸附白蛋白会由外向内逐渐脱附，致使细胞脱附。为了更快的在体外获取生物活性更强的细胞薄层，设计出一种能加快体外细胞成膜并且能快速脱附的材料十分重要。故在二氧化钛表面复合一层白蛋白与生物信号分子的混合物。这种复合涂层结构，不仅能提高材料的生物相容性还能加速细胞的粘附与脱附，对于组织工程、细胞生物传感器等的发展都有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有良好生物相容性且制备方法简便、成本低的具有可光致细胞脱附的二氧化钛/白蛋白/生物信号分子复合涂层及其制备方法。本专利技术的具有可光致细胞脱附的二氧化钛/白蛋白/生物信号分子复合涂层，自下而上依次有基底、二氧化钛纳米点层以及白蛋白与生物信号分子层，其中，二氧化钛纳米点层中二氧化钛纳米点的尺寸为20～300nm，密度为1.0×109～1×1011/cm2，白蛋白与生物信号分子层充满二氧化钛纳米点之间的间隙，并覆盖二氧化钛纳米点，白蛋白与生物信号分子的质量比为1000:1~10:1，白蛋白与信号分子层的质量之和是复合涂层总质量的0.4-50%。本专利技术的具有可光致细胞脱附的二氧化钛/白蛋白/生物信号分子复合涂层的制备方法，其步骤如下：1）将钛源、络合剂和去离子水按摩尔比1:0.3:1的比例加入到无水乙醇中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，在室温下充分搅拌，配制成钛原子浓度为0.1-0.5mol/L，聚乙烯吡咯烷酮浓度为10~100mg/ml的二氧化钛前驱体溶胶；将二氧化钛前驱体溶胶滴至清洗净的基底表面至其铺满，并以4000-8000rpm的速度旋涂20-60s，之后将其置于400-600℃下保温0.5-2h，在基底上得到二氧化钛纳米点层；2)将浓度为0.01mg/ml~0.1mg/ml的生物信号分子和浓度为0.5mg/ml~10mg/ml的白蛋白按质量比白蛋白：生物信号分子=1000:1~10:1混合；3)按白蛋白与生物信号分子层的质量之和是复合涂层总质量的0.4-50%取步骤2）的混合物，将该混合物滴至步骤1）制得的二氧化钛纳米点层上至其铺满，并以100-1000rpm的速度旋涂，然后将其置于37℃下保温0.5-2h。本专利技术中所述的基底可以是石英玻璃、硅玻璃、硅片、钽片、纯钛片或钛镍合金片。本专利技术中所述的钛源可以为钛酸四丁酯、四氯化钛、三氯化钛、氟化钛或硫酸钛；所述的络合剂为乙酰丙酮或乙醇胺。本专利技术中所述的生物信号分子为：RGD（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸）、RGDS（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸）、GYRGDS（甘氨酸-酪氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸）。本专利技术中所述的白蛋白为牛血清白蛋白或人血清白蛋白。本专利技术中优选白蛋白与生物信号分子的质量比为500:1~100:1。本专利技术的二氧化钛基复合涂层，由于采用白蛋白与生物信号分子修饰二氧化钛纳米颗粒，构建了复合涂层，生物信号分子和白蛋白都具有良好的生物相容性有利于细胞的初始附着、增殖和后续脱附。本专利技术的制备方法简便，成本低，便于推广应用，可广泛应用于体外细胞培养、组织工程等生物医学工程领域。附图说明图1是具有可光致细胞脱附的二氧化钛/白蛋白/生物信号分子复合涂层的示意图；图2是二氧化钛纳米点薄膜的SEM图；图3是二氧化钛/白蛋白与RGD复合涂层的SEM图；图4是二氧化钛/白蛋白与RGD混合物的复合涂层和二氧化钛纳米点薄膜培养细胞24h后的吸光度值；图5是二氧化钛/白蛋白与RGD混合物复合涂层和二氧化钛纳米点薄膜用紫外UV365光照15min的脱附率。具体实施方式下面结合实施例和附图详细说明本专利技术，但本专利技术并不仅限于此。具有可光致细胞脱附的二氧化钛/白蛋白/生物信号分子复合涂层如图1所示，自下而上依次有基底1、二氧化钛纳米点层2以及白蛋白与生物信号分子层3。其中，二氧化钛纳米点层中二氧化钛纳米点的尺寸为20～300nm，密度为1.0×109～1×1011/cm2，白蛋白与生物信号分子层3充满二氧化钛纳米点之间的间隙，并覆盖二氧化钛纳米点，白蛋白与生物信号分子的质量比为1000:1~10:1，白蛋白与信号分子层的质量之和是复合涂层总质量的0.4-50%。实施例11）将钛酸四丁酯、乙酰丙酮和去离子水按摩尔比1:0.3:1的比例加入到无水乙醇中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，在室温下充分搅拌，配制成钛原子浓度为0.2mol/L，聚乙烯吡咯烷酮浓度为40mg/ml的二氧化钛前驱体溶胶；将二氧化钛前驱体溶胶滴至清洗净的石英玻璃表面至其铺满，并以8000rpm的速度旋涂40s，之后将其置于500℃下保温1h，在石英玻璃上得到二氧化钛纳米点层(见图2)。该二氧化钛纳米点的尺寸为30nm～200nm，密度为3.0×1010/cm2。2）将浓度10mg/ml的牛血清白蛋白与浓度为0.01mg/ml的RGD混合，牛血清白蛋白：RGD的质量比为100:1；3)按牛血清白蛋白与RGD层的质量之和是复合涂层总质量的0.4%取步骤2）的混合物，将该混合物滴至步骤1）制得的二氧化钛纳米点层上至其铺满，并以500rpm的速度旋涂，然后将其置于37℃下保温1h，得到具有可光致细胞脱附的二氧化钛/牛血清白蛋白/RGD复合涂层（见图3）。在上述复合涂层上进行成纤维胞体外培养，培养一天后，利用CCK-8(CellCountingKit-8)法测定OD值(OpticalDensity，又称吸光度)，所制备的二氧化钛/牛血清白蛋白/RGD本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有可光致细胞脱附的二氧化钛/白蛋白/生物信号分子复合涂层，其特征是自下而上依次有基底（1）、二氧化钛纳米点层（2）以及白蛋白与生物信号分子层（3），其中，二氧化钛纳米点层中二氧化钛纳米点的尺寸为20～300nm，密度为1.0×109～1×1011/cm2，白蛋白与生物信号分子层（3）充满二氧化钛纳米点之间的间隙，并覆盖二氧化钛纳米点，白蛋白与生物信号分子的质量比为1000:1~10:1，白蛋白与信号分子层的质量之和是复合涂层总质量的0.4‑50%。
【技术特征摘要】
1.具有可光致细胞脱附的二氧化钛/白蛋白/生物信号分子复合涂层，其特征是自下而上依次有基底（1）、二氧化钛纳米点层（2）以及白蛋白与生物信号分子层（3），其中，二氧化钛纳米点层中二氧化钛纳米点的尺寸为20～300nm，密度为1.0×109～1×1011/cm2，白蛋白与生物信号分子层（3）充满二氧化钛纳米点之间的间隙，并覆盖二氧化钛纳米点，白蛋白与生物信号分子的质量比为1000:1~10:1，白蛋白与信号分子层的质量之和是复合涂层总质量的0.4-50%，所述的生物信号分子是RGD、RGDS或GYRGDS。2.根据权利要求1所述的具有可光致细胞脱附的二氧化钛/白蛋白/生物信号分子复合涂层，其特征在于所述的基底为石英玻璃、硅玻璃、硅片、钽片、纯钛片或钛镍合金片。3.根据权利要求1所述的具有可光致细胞脱附的二氧化钛/白蛋白/生物信号分子复合涂层，其特征在于白蛋白与生物信号分子的质量比为500:1~100:1。4.制备如权利要求1所述的具有可光致细胞脱附的二氧化钛/白蛋白/生物信号分子复合涂层的方法，其特征在于步骤如下：1）将钛源、络合剂和去离子水按摩尔比1:0.3:1的比例加入到无水乙醇中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，在室温下充分搅拌，配制成钛原...
【专利技术属性】
技术研发人员：程逵，万红平，翁文剑，宋晨路，杜丕一，沈鸽，赵高凌，张溪文，徐刚，汪建勋，韩高荣，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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