[发明专利]利用紫外辐照在TiO2上固定蛋白并调控细胞亲和性的方法及TiO2‑蛋白产品

说明书

技术领域

本发明涉及生物材料领域，且特别涉及一种利用紫外辐照在TiO₂上固定蛋白并调控细胞亲和性的方法及TiO₂-蛋白产品。

背景技术

蛋白质是构成生物体的基本组成物质，在细胞生命活动中的每一个进程都有参与作用。在材料表面固定蛋白可以提供材料独特的生物相容性和多种多样的生物学功能，从而在如生物电子、组织工程、药物释放等多个领域得以应用。

目前在材料表面固定蛋白的方法主要有两类：(1)自组装法：利用少数具有自组装特性的蛋白，如丝素蛋白等，在材料表面进行自组装固定；(2)交联剂法：利用交联剂将蛋白固定在材料表面。第一种方法由于具有自组装特性的蛋白种类较少，因此其应用受到严重的限制；第二种方法则具有未反应完全的交联剂残留在蛋白薄膜中，损害蛋白薄膜生物相容性的缺点。利用离子体处理的方法是近年来一种新颖的蛋白固定的手段，具体是在材料表面产生自由基，并利用自由基固定蛋白，简称自由基固定法，利用该方法可以在材料表面牢固的共价固定蛋白，并维持蛋白的天然构型。相对于自组装法和交联剂法，自由基固定法适用于大多数蛋白，且无交联剂残留，具有显著的优势。

在固定蛋白之后，更进一步的调控材料表面蛋白的细胞亲和性具有十分重要的意义。这是由于不同的生物材料对于其细胞亲和性具有截然不同的要求：如骨整合材料，要求高的骨细胞亲和力，以促进骨整合修复；而血液接触材料，则要求低的血液细胞亲和力，以防止血栓形成。近年来国内外与此相关的报道主要有：Alwin M.D.Wan等人曾采用电压与电流的方式控制纤粘蛋白的构型变化，Eunhee Jeoung 等人则在控制温度与气压同时使用纳米压印技术调控多种蛋白的构型和细胞亲和性。总的来说，到目前为止，国内外仍少有报道通过简单的改变处理条件，实现提升/降低蛋白细胞亲和性双向调节的技术手段。

因此迫切需要一种简单的技术手段去调控操纵材料表面吸附蛋白的细胞亲和性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用紫外辐照在TiO₂上固定蛋白并调控细胞亲和性的方法，有效的调控TiO₂表面吸附蛋白的细胞亲和性或者通过掩膜辐照的手段，获取细胞微图形。

本发明的另一目的在于提供一种TiO₂-蛋白产品，可满足不同生物材料应用领域对材料生物学性能的个性化需求，具有重要的实用价值。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种利用紫外辐照在TiO₂上固定蛋白并调控细胞亲和性的方法，其包括以下步骤：

将TiO₂材料置于蛋白溶液中，使TiO₂表面吸附蛋白，取出并用水清洗，洗掉未吸附的蛋白，得到TiO₂-蛋白样品；

将TiO₂-蛋白样品进行干法或湿法的紫外辐照，获得具有不同细胞亲和力的TiO₂-蛋白产品。

进一步地，在本发明较佳实施例中，TiO₂材料为TiO₂薄膜、TiO₂颗粒或TiO₂纳米管。

进一步地，在本发明较佳实施例中，蛋白包括白蛋白、纤维蛋白原、胶原蛋白、过氧化氢酶或超氧阴离子歧化酶。

进一步地，在本发明较佳实施例中，所用水为纯水或者水的盐溶液。

进一步地，在本发明较佳实施例中，紫外辐照为全紫外辐照或掩膜紫外辐照。

进一步地，在本发明较佳实施例中，干法的紫外辐照的具体方法是：先将TiO₂-蛋白样品干燥，再在干燥环境中进行紫外辐照。

进一步地，在本发明较佳实施例中，干燥的方法是在空气中自然干燥或冷冻干燥。

进一步地，在本发明较佳实施例中，湿法的紫外辐照的具体方法是：将湿润的TiO₂-蛋白样品在水中进行紫外辐照。

一种TiO₂-蛋白产品，其是按照上述的利用紫外辐照在TiO₂上固定蛋白并调控细胞亲和性的方法制得。

进一步地，在本发明较佳实施例中，紫外辐照为全紫外辐照，对应的TiO₂-蛋白产品为促进或抑制后继蛋白、细胞吸附的蛋白表面；紫外辐照为掩膜紫外辐照，对应的TiO₂-蛋白产品为促进或抑制细胞粘附蛋白-普通蛋白的微图案化蛋白表面。