[发明专利]一种向细胞内递送物质的装置和方法

权利要求书

1.一种向细胞内递送物质的装置，该装置包括具有金刚石面层的基底和形成于金刚石面层上并彼此间隔的金刚石纳米针，所述基底还具有在金刚石面层下的硅底层，其特征在于：所述纳米针为圆柱状纳米针，且所述纳米针的侧面垂直于所述金刚石面层；所述圆柱状纳米针横截面的直径为10-800nm；所述纳米针的高度为3-8μm。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述圆柱状纳米针横截面的直径为50-600nm，所述纳米针的高度为3.5-6.5μm。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述圆柱状纳米针横截面的直径为200-450nm，所述纳米针的高度为3.8-5.3μm。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其特征在于：所述纳米针在所述金刚石面层上的分布密度为(1-15)×10⁶个/cm²。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述纳米针在所述金刚石面层上的分布密度为(4-8)×10⁶个/cm²。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述金刚石面层的厚度为0.5-5μm，所述硅底层的厚度为400-600μm。

7.一种向细胞内递送物质的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

(1)将细胞置于基板上的培养基中，所述培养基含有等待递送的物质；

(2)将向细胞内递送物质的装置置于所述培养基的液面上，形成夹心结构，所述向细胞内递送物质的装置包括基底和附着于基底表面上并彼此间隔的纳米针，所述纳米针为金刚石形成的纳米针；所述纳米针的尖端指向所 述细胞；

(3)将所述夹心结构进行离心；

所述向细胞内递送物质的装置为权利要求1-6中任意一项所述的向细胞内递送物质的装置；离心的条件包括：相对离心力为10-15g。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述向细胞内递送物质的装置中，所述纳米针为锥体状，且锥体状的纳米针的底面所述金刚石面层相连。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于：离心的条件包括：相对离心力为12-13g。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述离心在加速阶段的相对离心力增加速率为0.001-0.003g/s；所述离心在减速阶段的相对离心力减少速率为0.003-0.006g/s。

11.根据权利要求7、8和10中任意一项所述的方法，其特征在于：所述等待递送的物质包括DNA、RNA、PNA、染料、蛋白质、抗体、小分子药物和纳米颗粒中的至少一种；其中，所述染料包括乙啡啶同型二聚体和/或量子点，所述纳米颗粒包括聚乙烯纳米颗粒。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述等待递送的物质包括DNA、RNA和PNA中的至少一种，所述培养基还含有核酸转染助剂；其中，所述核酸转染助剂包括阳离子脂质体。

13.一种制备向细胞内递送物质的装置的方法，其特征在于：该装置包 括具有金刚石面层的基底和形成于金刚石面层上并彼此间隔的金刚石纳米针，所述基底还具有在金刚石面层下的硅底层，其特征在于：所述纳米针为圆柱状纳米针，且所述纳米针的侧面垂直于所述金刚石面层；该方法包括如下步骤：

(1)在硅底层上沉积形成纳米金刚石膜，沉积的条件使得所述纳米金刚石膜的厚度比期望得到的纳米针的高度大0.5-5μm；

(2)对形成的纳米金刚石膜进行偏压辅助的反应离子刻蚀，其中，偏压辅助的反应离子刻蚀的条件包括：反应压力为(4-8)×10^-3Torr，反应时间为20分钟至4小时；偏压为-50V至-250V；偏压辅助的反应离子刻蚀的气体包括H₂、Ar与H₂的混合气和CH₄与H₂的混合气中的至少一种。