一種分級結構微載體及其制備方法和應用技術

本發明專利技術公開了一種分級結構微載體及其制備方法和應用，所述分級結構微載體包括一級結構和二級結構，所述一級結構為利用單乳液微流體制備出的小液滴，所述小液滴尺寸為5-10μm；所述二級結構為通過雙乳液微流體內相生成的大液滴，所述大液滴尺寸為200-500μm；制備方法包括首先，微載體一級結構的制備；其次，微載體二級結構的制備；再次，固化液滴；所述微載體在細胞培養中及蛋白質、核酸或細胞的多元檢測技術領域中的應用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及生物分析材料領域，特別是涉及一種分級結構微載體及其制備方法和應用。
技術介紹
自Willhelm Roux于1885年從雞胚中分離細胞首次建立體外細胞培養，單層細胞培養技術已有百余年的歷史。傳統的單層細胞培養技術指的是適用于大多數貼壁依賴性細胞的體外細胞培養方法，這類細胞需要附著于帶適量正電荷的固體或者半固體表面上生長。其主要是通過一些傳統的培養瓶、多層平板進行培養，但操作比較繁瑣，貼附面積有限，傳質和傳氧差，在實際生產使用中受到極大的限制。近年來，體外三維細胞培養的研究已受到了人們廣泛的關注，三維細胞培養是指將具有三維結構不同材料的載體與各種不同種類的細胞在體外共同培養，使細胞能夠在載體的三維立體空間結構中遷移、生長，構成三維的細胞-載體復合物。與傳統的二維-單層細胞培養相比，三維細胞培養中的藥物、營養物質和氣體擴散屬性更接近于活體組織。目前細胞三維培養已廣泛用于基礎生物學和生物醫學研究，它的主要優點是具有良好的結構，能直接反映結構與功能的關系，細胞的形態和微環境更接近體內的狀態，而且可以與相鄰的細胞建立更為緊密的聯系。 很多天然材料已被用來制成細胞微載體并已成功地商業化，現有技術中大多利用球形微載體培養細胞，細胞一般是生長在微載體的表面上，細胞在大規模攪拌懸浮培養時很容易受到巨大的剪切力而發生破損。
技術實現思路
本專利技術主要解決的技術問題是提供一種分級結構微載體，該載體為分級結構，能夠能較好地維持細胞形態，降低成本，還能提高培養效率。為解決上述技術問題，本專利技術采用的一個技術方案是:提供一種分級結構微載體，所述分級結構微載體包括一級結構和二級結構，所述一級結構為利用單乳液微流體制備出的小液滴，所述小液滴尺寸為5-10 μ m ;所述二級結構為通過雙乳液微流體內相生成的大液滴，所述大液滴尺寸為200-500 μ m。在本專利技術一個較佳實施例中，所述分級結構微載體為油溶性微載體，生成所述油溶性微載體的一級結構的單乳液微流控裝置為水包油(W/0)型，生成所述油溶性微載體的二級結構的雙乳液微流 控裝置為水包油包水(W/0/W)型。在本專利技術一個較佳實施例中，所述分級結構微載體為水溶性微載體，形成所述水溶性微載體的一級結構的單乳液微流控裝置為油包水(0/W)型，形成所述水溶性微載體的二級結構的雙乳液微流控裝置為油包水包油(0/W/0)。在本專利技術一個較佳實施例中，所述分級結構微載體選自聚二甲基硅氧烷或乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。在本專利技術一個較佳實施例中，所述分級結構微載體選自膠原、殼聚糖、海藻酸隹丐、瓊脂糖、聚甲基丙烯酸羥乙酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺中的一種或多種。在本專利技術一個較佳實施例中，所述分級結構微載體的二級結構為單囊或多囊。為解決上述技術問題，本專利技術采用的另一個技術方案是:提供一種制備分級結構微載體的方法，包括以下步驟: 首次，微載體一級結構的制備:根據微載體性質，對微流控裝置管道進行親疏水性修飾，組裝合適的單乳液微流控裝置，配制互不相溶的分散相和連續相溶液，生成含有小尺寸液滴的乳液； 其次，微載體二級結構的制備:組裝合適的雙乳液微流控裝置，以包含一級結構的乳液作為中間相溶液，配制與之互不相溶的內外相I溶液，通過調節各相溶液的流速，生成包裹若干大尺寸內囊且同時含有一級結構的液滴·； 再次，固化液滴，清洗后，即可獲得具有分級結構的微載體。在本專利技術一個較佳實施例中，所述微流控裝置選自協流式或匯聚式微流控裝置，所述微流控裝置的管道材料選用二氧化硅、特氟龍、聚二甲基硅氧烷中的一種或多種。在本專利技術一個較佳實施例中，所述親疏水修飾為在表面修飾上羥基或氨基；所述疏水性修飾為在表面修飾上長鏈烷烴。為解決上述技術問題，本專利技術采用的另一個技術方案是:所述分級結構微載體在細胞培養中的應用 為解決上述技術問題，本專利技術采用的另一個技術方案是:所述的分級結構微載體在蛋白質、核酸或細胞的多元檢測
中的應用。本專利技術的有益效果是:本專利技術將微載體制備成多孔結構，細胞便可進入微載體孔內粘附生長，即可以保護細胞免受攪拌剪切力的傷害，又可以增加細胞粘附的表面積，能夠能較好地維持細胞形態，降低成本，還能提高培養效率。附圖說明圖1是本專利技術分級結構微載體及制備方法的示意 圖2是本專利技術為制備分級結構微載體二級結構的乳液示意 圖3是本專利技術雙乳液微流體裝置示意 圖4是本專利技術分級結構微載體示意 附圖中各部件的標記如下:1、外相；2、內相；3、中間相；5、一級結構；6、二級結構。下面結合附圖對本專利技術的較佳實施例進行詳細闡述，以使本專利技術的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本專利技術的保護范圍做出更為清楚明確的界定。請參閱圖1-4，本專利技術實施例提供如下技術方案 在一個實施例中，提供一種分級結構微載體，所述分級結構微載體包括一級結構5和二級結構6，所述一級結構5為利用單乳液微流體制備出的小液滴，所述小液滴尺寸為5-10 μ m ;所述二級結構6為通過雙乳液微流體內相2生成的大液滴,所述大液滴尺寸為200-500 μ mD優選的，所述分級結構微載體為油溶性微載體，生成所述油溶性微載體的一級結構5的單乳液微流控裝置為水包油(W/0)型，生成所述油溶性微載體的二級結構6的雙乳液微流控裝置為水包油包水(W/0/W)型。優選的，所述分級結構微載體為水溶性微載體，形成所述水溶性微載體的一級結構5的單乳液微流控裝置為油包水(0/W)型，形成所述水溶性微載體的二級結構6的雙乳液微流控裝置為油包水包油(0/W/0)。優選的，所述分級結構微載體選自聚二甲基硅氧烷或乙氧基化三羥甲基丙烷三丙稀Ife酷。優選的，所述分級結構微載體選自膠原、殼聚糖、海藻酸鈣、瓊脂糖、聚甲基丙烯酸羥乙酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺中的一種或多種。優選的，所述分級結構微載體的二級結構6為單囊或多囊。在另一個實施例中，提供一種制備分級結構微載體的方法，包括以下步驟: 首先，微載體一級結構5的制備:根據微載體性質，對微流控裝置管道進行親疏水性修飾，組裝合適的單乳液微流控裝置，配制互不相溶的分散相和連續相溶液，生成含有小尺寸液滴的乳液； 其次，微載體二級結構6的制備:組裝合適的雙乳液微流控裝置，以包含一級結構的乳液作為中間相3溶液，配制與之互不相溶的內外相I溶液，通過調節各相溶液的流速，生成包裹若干大尺寸內囊且同時含有一級結構的液滴。再次，固化液滴，清洗后 ，即可獲得具有分級結構的微載體。。優選的，所述微流控裝置選自協流式或匯聚式微流控裝置，所述微流控裝置的管道材料選用二氧化硅、特氟龍、聚二甲基硅氧烷中的一種或多種。優選的，所述親疏水修飾為在表面修飾上羥基或氨基；所述疏水性修飾為在表面修飾上長鏈烷烴。在另一個實施例中，本專利技術采用的技術方案是，所述分級結構微載體在細胞培養中的應用 在另一個實施例中，本專利技術采用的技術方案是，所述的分級結構微載體在蛋白質、核酸或細胞的多元檢測
中的應用。所述分級結構微載體的各級結構都是通過微流體的方法制備而成的；通過微流體制備所述具有分級結構的微載體的方法如下:首先利用單乳液的三維微流控裝置生成含有小尺寸單分散液滴的乳液，一級結構5即為小尺寸液滴,然后將含有小尺寸液滴的乳液作為雙本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種分級結構微載體，其特征在于，所述分級結構微載體包括一級結構和二級結構，所述一級結構為利用單乳液微流體制備出的小液滴，所述小液滴尺寸為5?10μm；所述二級結構為通過雙乳液微流體內相生成的大液滴，所述大液滴尺寸為200?500μm。

【技術特征摘要】
1.一種分級結構微載體，其特征在于，所述分級結構微載體包括一級結構和二級結構，所述一級結構為利用單乳液微流體制備出的小液滴，所述小液滴尺寸為5-10 μ m ;所述二級結構為通過雙乳液微流體內相生成的大液滴，所述大液滴尺寸為200-500 μ m。2.根據權利要求1所述的分級結構微載體，其特征在于，所述分級結構微載體為油溶性微載體，生成所述油溶性微載體的一級結構的單乳液微流控裝置為水包油(W/0)型，生成所述油溶性微載體的二級結構的雙乳液微流控裝置為水包油包水(W/0/W)型。3.根據權利要求1所述的分級結構微載體，其特征在于，所述分級結構微載體為水溶性微載體，形成所述水溶性微載體的一級結構的單乳液微流控裝置為油包水(0/W)型，形成所述水溶性微載體的二級結構的雙乳液微流控裝置為油包水包油(0/W/0)。4.根據權利要求2所述的分級結構微載體，其特征在于，所述分級結構微載體選自聚二甲基硅氧烷或乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。5.根據權利要求3所述的分級結構微載體，其特征在于，所述分級結構微載體選自膠原、殼聚糖、海藻酸鈣、瓊脂糖、聚甲基丙烯酸羥乙酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺中的一種或多種。6.根據權利要求1所述的分級結構微載體，其特征在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙遠錦，劉瑋，商珞然，程瑤，顧忠澤，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：