[发明专利]一种分级结构微载体及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物分析材料领域，特别是涉及一种分级结构微载体及其制备方法和应用。

背景技术

自Willhelm Roux于1885年从鸡胚中分离细胞首次建立体外细胞培养，单层细胞培养技术已有百余年的历史。传统的单层细胞培养技术指的是适用于大多数贴壁依赖性细胞的体外细胞培养方法，这类细胞需要附着于带适量正电荷的固体或者半固体表面上生长。其主要是通过一些传统的培养瓶、多层平板进行培养，但操作比较繁琐，贴附面积有限，传质和传氧差，在实际生产使用中受到极大的限制。

近年来，体外三维细胞培养的研究已受到了人们广泛的关注，三维细胞培养是指将具有三维结构不同材料的载体与各种不同种类的细胞在体外共同培养，使细胞能够在载体的三维立体空间结构中迁移、生长，构成三维的细胞-载体复合物。与传统的二维-单层细胞培养相比，三维细胞培养中的药物、营养物质和气体扩散属性更接近于活体组织。目前细胞三维培养已广泛用于基础生物学和生物医学研究，它的主要优点是具有良好的结构，能直接反映结构与功能的关系，细胞的形态和微环境更接近体内的状态，而且可以与相邻的细胞建立更为紧密的联系。

很多天然材料已被用来制成细胞微载体并已成功地商业化，现有技术中大多利用球形微载体培养细胞，细胞一般是生长在微载体的表面上，细胞在大规模搅拌悬浮培养时很容易受到巨大的剪切力而发生破损。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种分级结构微载体，该载体为分级结构，能够能较好地维持细胞形态，降低成本，还能提高培养效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种分级结构微载体，所述分级结构微载体包括一级结构和二级结构，所述一级结构为利用单乳液微流体制备出的小液滴，所述小液滴尺寸为5-10μm；所述二级结构为通过双乳液微流体内相生成的大液滴，所述大液滴尺寸为200-500μm。

在本发明一个较佳实施例中，所述分级结构微载体为油溶性微载体，生成所述油溶性微载体的一级结构的单乳液微流控装置为水包油（W/O）型，生成所述油溶性微载体的二级结构的双乳液微流控装置为水包油包水（W/O/W）型。

在本发明一个较佳实施例中，所述分级结构微载体为水溶性微载体，形成所述水溶性微载体的一级结构的单乳液微流控装置为油包水（O/W）型，形成所述水溶性微载体的二级结构的双乳液微流控装置为油包水包油（O/W/O）。

在本发明一个较佳实施例中，所述分级结构微载体选自聚二甲基硅氧烷或乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。

在本发明一个较佳实施例中，所述分级结构微载体选自胶原、壳聚糖、海藻酸钙、琼脂糖、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺中的一种或多种。

在本发明一个较佳实施例中，所述分级结构微载体的二级结构为单囊或多囊。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种制备分级结构微载体的方法，包括以下步骤: 

首次，微载体一级结构的制备：根据微载体性质，对微流控装置管道进行亲疏水性修饰，组装合适的单乳液微流控装置，配制互不相溶的分散相和连续相溶液，生成含有小尺寸液滴的乳液； 

其次，微载体二级结构的制备：组装合适的双乳液微流控装置，以包含一级结构的乳液作为中间相溶液，配制与之互不相溶的内外相1溶液，通过调节各相溶液的流速，生成包裹若干大尺寸内囊且同时含有一级结构的液滴；

再次，固化液滴，清洗后，即可获得具有分级结构的微载体。

在本发明一个较佳实施例中，所述微流控装置选自协流式或汇聚式微流控装置，所述微流控装置的管道材料选用二氧化硅、特氟龙、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。

在本发明一个较佳实施例中，所述亲疏水修饰为在表面修饰上羟基或氨基；所述疏水性修饰为在表面修饰上长链烷烃。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：所述分级结构微载体在细胞培养中的应用

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：所述的分级结构微载体在蛋白质、核酸或细胞的多元检测技术领域中的应用。

本发明的有益效果是：本发明将微载体制备成多孔结构，细胞便可进入微载体孔内粘附生长，即可以保护细胞免受搅拌剪切力的伤害，又可以增加细胞粘附的表面积，能够能较好地维持细胞形态，降低成本，还能提高培养效率。

附图说明

图1是本发明分级结构微载体及制备方法的示意图；