细胞培养用的温敏性智能型基材及其制备方法技术

细胞培养用的温敏性智能型基材及其制备方法。一种以聚乙烯基己内酰胺(PNVCL)嵌段聚合物为基质材料制备温敏性培养皿的方法.采用原子转移自由基聚合(ATRP)以卤代烷(Haloalkane)为引发剂合成聚甲基丙烯酸正丁酯（PBMA）聚合物.进一步的温敏性嵌段共聚物使用疏水性PBMA聚合物作为大分子引发剂.以n‑乙烯基己内酰胺(NVCL)单体为原料,经聚合得到聚n‑乙烯基己内酰胺（PNVCL）共聚物,该嵌段共聚物利用乙醇溶解浸泡旋涂方法能使疏水性的PBMA片段紧密凝聚于疏水性的培养皿界面起到打桩作用,而亲水性的PNVCL片段具温敏性特征暴露于培养皿表层完成了温敏性培养皿的制备。

【技术实现步骤摘要】
细胞培养用的温敏性智能型基材及其制备方法
该专利技术属于生物科学
专利技术概要将合成的嵌段共聚物(PNVCL-b-PBMA)溶于纯乙醇有机溶剂后,通过简单旋涂或浸泡方法形成温敏性表面的培养皿用于细胞培养，所述细胞培养的温敏性表面能够有效地培养细胞。用含2.0至8.0ug/cm2量的两性(亲水与疏水)嵌段共聚物涂覆于基材表面通过改变基材表面的温度，可以无损伤地将培养的细胞或细胞片从温敏性基材表面自行脱离移除。技术问题本专利技术的目的是用N-乙烯基己内酰胺(NVCL)代替传统的N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)(1,2)作为细胞培养的温敏性底物。酸水解时不产生有毒的小酰胺分子及其生产方法。
技术介绍
问题的解决聚N-乙烯基己内酰胺(PNVCL)是一种仅次于PNIPAAM的温敏性聚合物,该温敏性聚合物不仅有接近生理温度的相转变温度,而且其具有良好的生物兼容性,无毒性.因此,PNVCL在医疗器械,生物医学等方面具有广泛的应用价值。欲将PNVCL固定在疏水性聚苯乙烯的表面采用NVCL和甲基丙烯酸丁酯(BMA)进行嵌段聚合不失为一种可靠有效的方法.遗憾的是目前国内外还没有关于NVCL与BMA嵌段聚合的报导，我们尝试用传统的自由基聚合方法(FRP)对聚乙烯基己内酰胺-聚甲基丙烯酸丁酯(PNVCL-co-PBMA)进行聚合，但共聚物的转化率很低，分子量难于控制，分子量分布宽不易制备此嵌段共聚物。活性自由基聚合包括可逆加成裂解链移转聚合法(RAFT)、原子转移自由基聚合(ATRP)等已成为可控地合成各种拓扑结构聚合物的高效方法。例如Wan等人报导了RAFT聚合方法合成PNVCL均聚物。然而，这些聚合物的分子量仅为4k到11k，且分子量分布相对较宽(4)。最近利用优化的链移转剂CTAs和反应条件(5)，以O-乙基-S-(1-甲氧基羰基)，乙基二硫代碳酸酯为引发剂，在1，4-二氧六环中60℃(5)采用AIBN成功地引发了NVCL聚合，并制备了分子量分布窄的PNVCL均聚物。但由于NVCL单体活性和BMA有很大不同，用该方法制备PNVCL嵌段共聚物具有很大的挑战性。近年来，我们的研究小组采用ATRP以及RAFT聚合方法成功地合成了控制良好的PNVCL-b-PBMA嵌段共聚物。以0.2-0.8(w/v％)的量在TCPS表面涂覆PNVCL-b-PBMA共聚物，细胞可以有效地培养，培养的细胞或细胞片能仅靠改变基质表面的温度而有效地分离。根据本专利技术，提供了一种用于细胞培养的温敏性基板，其中细胞培养的表面涂覆有嵌段共聚物，其中疏水聚合物段与温敏性聚合物段以5.0至8.0μg/cm2的温敏聚合物量偶合。
技术实现思路
a.根据本专利技术，提供了一种用于细胞培养的温敏性基板，其中细胞培养的表面涂覆有嵌段共聚物，其中疏水聚合物段与温敏性聚合物段以5.0至8.0μg/cm2的温敏聚合物量偶合。b.根据本专利技术的温敏性细胞培养基材包括但不限于下面描述的优选实施例。b-1根据本专利技术的一个实施例，基板的基材表面涂覆含5.0到8.0μg/cm2PNVCL量的PNVCL-b-PBMA嵌段共聚物。b-2根据本专利技术的一个实施例，基板表面具有相分离结构。b-3根据本专利技术的一个实施例，嵌段共聚物中温敏性聚合物的含量为50-80wt％。b.4根据本专利技术的一个实施例，嵌段共聚物中温敏性聚合物的平均分子量为6000或更多。因为如表1所示，重量平均分子量(Mw)与数量平均分子量(Mn)的比率约为1.3。只要有利于本专利技术，可采用任何平均分子量。b.5根据本专利技术的一个实施例。温敏性聚合物包括聚N-乙烯基己内酰胺衍生物、聚N-乙烯基吡咯烷酮衍生物、N-3-甲基-乙烯基己内酰胺衍生物及其共聚物中的任何一种或多种。b.6根据本专利技术的一个实施例，温敏聚合物是聚N-乙烯基己内酰胺。b.7根据本专利技术的一个实施例，基板的基材是一种板状基材，或两种或两种以上板状基材的组合。b.8根据本专利技术，提供了一种用于细胞培养的温敏性基材基底的制备方法，其步骤包括：溶解或分散于有机溶剂中，其中疏水性聚合物段与温敏性聚合物段偶联的嵌段共聚物；通过旋涂将嵌段共聚物溶液均匀地涂布在基材表面；并干燥表面。根据本专利技术用于产生供细胞培养的温敏性底物的方法包括但不限于下面描述的优选实施例。b.9根据本专利技术的一个实施例，通过原子转移自由基聚合(ATRP)聚合获得嵌段共聚物。b.10根据本专利技术的一个实施例，溶解嵌段共聚物的溶剂为无水乙醇(99.5％)。专利技术的有利功效根据本专利技术的用于细胞培养的温敏性基板，可以有效地培养细胞，并且仅靠改变基板表面的温度就可以有效地分离培养的细胞或细胞片。此外根据本专利技术，可以容易地制备这种功能化表面。附图说明图1示出了实施例1中嵌段共聚物的合成路线。图2示出了在实施例1中获得的细胞行为与各接枝量涂布的温敏性嵌段共聚物表面间的关系。图3示出了表示在实施例1中获得的细胞行为和温敏性表面之间的关系照片。在每一接枝量的嵌段共聚物。在37℃、在TCPS表面上(a)和用B82-CL123的0.2w/v％(b)、0.4w/v％(c)和0.8w/v％(d)涂覆TCPS制备的温敏性表面上，观察了贴壁细胞在37℃、在TCPS表面和72小时后的显微照片。将温度降低到4℃再培养5-10min后，细胞的形态分别(e)到(h)表示。细胞接种：1.4x10^4个/cm2。(I)到(K)表示细胞卷曲脱离培养皿接触面。图4显示了PNVCL的分子链长度与细胞行为之间的关系。图5示出了在实施例1中获得的温敏性表面上的细胞培养结果。具体实施方式实施例说明本专利技术涉及一种用于细胞培养的热敏基质。其中，基板的基材表面涂覆有嵌段共聚物。其中疏水聚合物段与热敏聚合物段以2.0至5.0ug/cm2的量耦合。它的优点是，嵌段共聚物的疏水聚合物部分覆盖在基底材料表面上，不仅在细胞培养步骤中，而且在通过改变温度来分离培养细胞或细胞片的步骤中，不会从表面分离。“嵌段共聚物”通常指具有至少两个组成上不同的段的聚合物。如本领域技术人员所理解的，嵌段共聚物的实例包括二嵌段共聚物、三嵌段共聚物、无规嵌段共聚物、星形支化嵌段共聚物和超支化嵌段共聚物。本专利技术中使用的嵌段共聚物通常具有疏水聚合物段(a)和热敏聚合物段(b)。嵌段共聚物还可以具有以下结构之一：含有两个嵌段的a-b结构；含有三个嵌段的a-b-a或b-a-b以及含有多个嵌段的-(a-b)n(其中n是2个或更多的整数)。当具有a-b结构的嵌段共聚物包括例如聚甲基丙烯酸正丁酯(PBMA)segment时，用于本专利技术细胞培养的热敏性基质中的嵌段共聚物优选具有根据本文所使用的上述结构的a-b结构。比如聚甲基丙烯酸正丁酯PBMA作为疏水聚合物段(A)和聚N-乙烯基己内酰胺(PNVCL)段作为热敏聚合物段(B)，嵌段共聚物可以表示为“B82-CL123”，使用每个聚合物中的单体单元数(例如，82个BMA单元和123个NVCL本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于细胞培养的温敏性基板，其中基板的表层涂有嵌段共聚物,不溶于水的聚合物段与温敏性的聚合物段偶合，温敏性聚合物的含量在5.0至8.0ug/cm2，其中温敏性聚合物约占嵌段共聚物50-80％的重量。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于细胞培养的温敏性基板，其中基板的表层涂有嵌段共聚物,不溶于水的聚合物段与温敏性的聚合物段偶合，温敏性聚合物的含量在5.0至8.0ug/cm2，其中温敏性聚合物约占嵌段共聚物50-80％的重量。


2.此细胞培养用的温敏性底板根据权利要求1所述。其中基板表面涂层的嵌段共聚物含有2.0至5.0ug/cm2的疏水性聚合物。


3.细胞培养用的温度性基板根据权利要求1所述，其中基板表面具相分离结构。


4.培养用的温敏性基板根据权利要求1所述,其中温敏性聚合物在嵌段共聚物中的平均分子量是6000或更多。


5.细胞培养用的温敏性基板根据权利要求1所述,其中所述温敏聚合物包括聚N-取代乙烯基己内酰胺衍生物、聚N-取代乙烯基吡咯烷酮衍生物、3-甲基-N取代乙烯基己内酰胺衍生物及其共聚物。


6.细胞培养用的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴培炎，程振平，林泰元，吴孟学，
申请(专利权)人：青岛金典生化器材有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37