一种用于快速捕获外泌体的多功能微针贴片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于快速捕获外泌体的多功能微针贴片及其制备方法，本发明专利技术先用模板法制备了一种空白微针贴片，然后在微针表面构建修饰一层聚赖氨酸层，得到了用于快速捕获外泌体的多功能微针贴片，本发明专利技术得到的多功能微针贴片，不仅具有捕获外泌体的最基本功能，同时本发明专利技术的多功能微针贴片附着于皮肤上，刺破皮肤还能将捕获的外泌体释放，使外泌体发挥作用，本发明专利技术用最简易的方法得到多重功效的微针贴片，耗时短、效率高、无溶剂残留风险，细胞毒性低，生物相容性好，制备方法简单，反应条件易于实现；所用原料廉价易得，成本低，容易实现集成式规模化生产从而实现商用。成式规模化生产从而实现商用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于快速捕获外泌体的多功能微针贴片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种用于快速捕获外泌体的多功能微针贴片及其制备方法，属于生物材料


技术介绍

[0002]外泌体，发现于1983年，尺寸大小约30
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150nm，从人体几乎所有类型的细胞中释放到体液中。外泌体内含各种功能生物分子，包括核酸(DNA、mRNA、miRNA、非编码RNA、lncRNA)、脂质、蛋白质、碳水化合物和代谢物。尽管最初被认为是没有生物学意义的膜碎片，但近年来的研究表明，外泌体在免疫监测、病毒感染、凝血、组织修复和干细胞维护方面都具有重要意义。此外，外泌体被认为与癌症、神经退行性疾病、多发性硬化症、炎症性疾病等多种疾病的病理机制密切相关，在很多疾病的诊断和治疗过程中，外泌体发挥着关键作用。因此，从体液中高效快速分离外泌体对医学研究和临床都至关重要。
[0003]虽然外泌体在治疗应用中的潜力是巨大的，但其目前的研究以及临床转化仍受到目前外泌体分离技术的阻碍。有能力分离出具有明确尺寸、生物分子含量、疾病特异性生物学功能和生物分布的特定群体的外泌体将是外泌体临床应用的关键。如果不能做到这一点，可能会导致治疗效果受损，有时甚至会产生不良后果。
[0004]目前超速离心(UC)是分离外泌体的常用方法，用此种方法分离到的外泌体纯度高，但是费时费力，产率低，成本高；许多技术已经被开发用于更高效的外泌体分离，包括基于尺寸、免疫亲和和聚合物沉淀的技术，以及微流控技术。遗憾的是，这些技术由于纯度和回收率的限制，尚不适合临床应用。
[0005]中国专利文献CN114149915A公开了一种基于声表面波的外泌体分选及检测芯片、系统和方法，利用流体内不同尺寸粒子在相同声场辐射下，由于尺寸不同受到的声辐射力不同的原理，通过压电基底表面键合不同微流道，对体液样本中外泌体进行两级分离。但是该方法声表面波容易受到灰尘，溶液粘度变化的干扰，可能会导致严重的分选和检测误差，另外所用设备需要定期保养和清洁，分离过程需要进行充分清洗，废水产生量大，检测仍然使用传统的免疫荧光探针检测。
[0006]针对外泌体捕获耗时长、效率低、纯度低、溶剂残留风险容易细胞毒性等问题，因此，亟需一种耗时短、效率高、纯度高、无溶剂残留风险的新型外泌体捕获方法。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种用于快速捕获外泌体的多功能微针贴片及其制备方法。
[0008]专利技术概述：
[0009]本专利技术首先使用模板法制备了一种空白微针贴片，然后在微针表面构建修饰一层聚赖氨酸层，得到了用于快速捕获外泌体的多功能微针贴片，本专利技术得到的多功能微针贴片，不仅具有捕获外泌体的最基本功能，同时本专利技术的多功能微针贴片附着于皮肤上，刺破
皮肤还能将捕获的外泌体释放，使外泌体发挥作用；附着于皮肤后一方面可以吸附细胞外基质中的蛋白因子等，促进巨噬细胞M2极化，改善微针刺入部位的免疫微环境，抑制炎症；第二方面具有抑菌抗炎性能，除去微针后，伤口迅速恢复，而且与皮肤接触的聚赖氨酸能起到杀菌保湿的功能，不仅避免刺入皮肤可能会出现红肿、瘙痒等应激反应，还能保护皮肤微环境。
[0010]因此，本专利技术用最简易的方法得到多重功效的微针贴片，耗时短、效率高、无溶剂残留风险，细胞毒性低，生物相容性好，制备方法简单，反应条件易于实现；所用原料廉价易得，成本低，容易实现集成式规模化生产从而实现商用。
[0011]专利技术详述：
[0012]本专利技术的技术方案如下：
[0013]一种用于快速捕获外泌体的多功能微针贴片，包括片状背衬和均匀设置在背衬上的微针阵列，微针阵列由多个实心微针组成，在实心微针的外表面包覆有聚赖氨酸薄层涂层。
[0014]上述用于快速捕获外泌体的多功能微针贴片的制备方法，包括步骤如下：
[0015]1)微针贴片溶液的制备：将聚乙烯醇水溶液与羧甲基壳聚糖酸溶液充分混合，得到微针贴片溶液；
[0016]2)提供PDMS微针模具；
[0017]3)将步骤1)的微针贴片溶液滴加至PDMS微针模具表面，通过真空脱气或者离心脱气形成微针，干燥，分离，得到空白微针贴片；
[0018]4)将空白微针贴片浸泡在聚赖氨酸工作液中，得到包覆有聚赖氨酸薄层涂层的微针贴片。
[0019]根据本专利技术优选的，步骤1)中，聚乙烯醇水溶液与羧甲基壳聚糖酸溶液的体积比为：3:1
‑
8:1。
[0020]根据本专利技术优选的，步骤1)中，聚乙烯醇水溶液的浓度为5％
‑
20％w/w，溶剂为去离子水。
[0021]根据本专利技术优选的，步骤1)中，聚乙烯醇水溶液是按如下方法获得：
[0022]将聚乙烯醇加入去离子水中，在85
‑
100℃水浴搅拌2
‑
6h。
[0023]根据本专利技术优选的，步骤1)中，羧甲基壳聚糖酸溶液的浓度为0.5％
‑
4％w/w，溶剂为0.1％
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4％v/v的乙酸水溶液或乳酸水溶液。
[0024]进一步优选的，羧甲基壳聚糖酸溶液可以避免乙酸产生的褐色斑块。
[0025]根据本专利技术优选的，步骤2)中，PDMS微针模具是按照如下方法获得：
[0026]按微针形状雕刻亚克力模具，用异丙醇和去离子水清洗去除表面和雕刻区域的灰尘和颗粒，使用氮气枪去除表面多余的水，在80℃的鼓风干燥箱中干燥30分钟；将聚二甲基硅氧烷铺在雕刻后的亚克力模具上并脱气，在80℃的烘箱中固化2小时；从亚克力模具上分离微针模型，用氧等离子体对微针模型表面进行活化处理；然后用三氯硅烷在真空干燥器中对微针模型进行硅烷化过夜；将PDMS铸造在硅烷化的微针模型表面，在鼓风干燥箱中脱气和固化后，将其分离得到PDMS微针模具。
[0027]上述脱气、氧等离子体活化处理以及硅烷化过夜均按现有技术进行。
[0028]进一步优选的，聚二甲基硅氧烷中弹性体与固化剂的重量比为10:1。
[0029]根据本专利技术优选的，步骤3)中，真空脱气时间为3
‑
10分钟；离心脱气为在4000
‑
6000rpm下离心30秒，重复三次。
[0030]根据本专利技术优选的，步骤3)中，所述的干燥为在25
‑
50℃的鼓风干燥箱中干燥1
‑
3h。避免温度过高，微针贴片的脱水速度过快。
[0031]根据本专利技术优选的，步骤4)中，聚赖氨酸工作液的浓度为20
‑
150μg/ml，聚赖氨酸工作液的溶剂为0.01M的磷酸缓冲液。
[0032]根据本专利技术优选的，步骤4)中，空白微针贴片在聚赖氨酸工作液中的浸泡时间为20
‑
120分钟。
[0033]根据本专利技术优选的，步骤4)得到的微针贴片在1M的氯化钠中浸泡后使用。
[0034]上述用于快速捕获外泌体的微针贴片的应用，用于捕获外泌体，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于快速捕获外泌体的多功能微针贴片，包括片状背衬和均匀设置在背衬上的微针阵列，微针阵列由多个实心微针组成，在实心微针的外表面包覆有聚赖氨酸薄层涂层。2.权利要求1所述的用于快速捕获外泌体的多功能微针贴片的制备方法，包括步骤如下：1)微针贴片溶液的制备：将聚乙烯醇水溶液与羧甲基壳聚糖酸溶液充分混合，得到微针贴片溶液；2)提供PDMS微针模具；3)将步骤1)的微针贴片溶液滴加至PDMS微针模具表面，通过真空脱气或者离心脱气形成微针，干燥，分离，得到空白微针贴片；4)将空白微针贴片浸泡在聚赖氨酸工作液中，得到包覆有聚赖氨酸薄层涂层的微针贴片。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，聚乙烯醇水溶液与羧甲基壳聚糖酸溶液的体积比为：3:1
‑
8:1；步骤1)中，聚乙烯醇水溶液的浓度为5％
‑
20％w/w，溶剂为去离子水；步骤1)中，羧甲基壳聚糖酸溶液的浓度为0.5％
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4％w/w，溶剂为0.1％
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4％v/v的乙酸或乳酸水溶液。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，PDMS微针模具是按照如下方法获得：按微针形状雕刻亚克力模具，用异丙醇和去离子水清洗去除表面和雕刻区域的灰尘和颗粒，使用氮气枪去除表面多余的水，在80℃的鼓风干燥箱中干燥30分钟；将聚二甲基硅氧烷铺在雕刻后的亚克力模具上并脱气，在80℃的烘箱中固化2小时；从亚克力模具上分离微针模型，用氧等离子体...

【专利技术属性】
技术研发人员：郁立阳，桑元华，郝敏，李艺玮，仇吉川，刘宏，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：