磁性微模块及制备方法、基于磁性微模块的细胞培养方法技术

本发明专利技术提供一种磁性微模块及其制备方法、基于磁性微模块的细胞培养方法，磁性微模块包括磁性聚对二甲苯层及附着在磁性聚对二甲苯层上的胶原蛋白层，其中，胶原蛋白层上能够接种待培养细胞，磁性聚对二甲苯层能够与放置于培养皿下方的磁吸附板块相配合，使得微模块能够固定在培养皿中，便于细胞培养基的更换，有效解决了现阶段在培养皿中培养细胞时，对培养皿的大量浪费问题；此外，在进行细胞培养时，磁性微模块平铺在培养皿上，磁吸附板块固定在培养皿底部，使微模块在磁力的吸附下不会出现滑落和移动的情况，克服了传统方法采用胰蛋白酶消化、细胞刮子等方式进行细胞传代时造成的细胞损伤的缺陷，并降低了细胞培养实验操作难度。

【技术实现步骤摘要】
磁性微模块及制备方法、基于磁性微模块的细胞培养方法
本专利技术属于微米级操作以及生物细胞培养
，尤其涉及一种磁性微模块及其制备方法、基于磁性微模块的细胞培养方法。
技术介绍
进入二十一世纪的今天，在物质生活有了大幅度的提高的同时，人们对身体健康的关注程度也在不断提升。生物医学领域的研究致力于解决现今存在的医学难题，例如癌症，艾滋病，各种传染病等，为人们健康生活提供坚实基础。而细胞培养是细胞生物学的实验基础，更是生命科研研究中的重要研究方法。当前，科研人员普遍采用细胞培养皿(瓶)来培养贴壁细胞。然而，当细胞培养密度达到峰值时，细胞的生长繁殖能力就会下降，进而影响细胞的生理指标，降低后续实验数据的可靠性和精确度。另外，由于与细胞相关的大部分实验都需要在特定细胞数量上进行，为了能在细胞处于对数生长期时收集一定数量细胞并开展后续实验，就需要用胰蛋白酶消化、细胞刮子刮取等方式，将细胞从原来生长的皿(瓶)中分离出来。但是这些传统方式在分离过程中，容易造成细胞的丢失和损伤，从而影响细胞的生长形态和生理活性。为了得到准确数量且状态更好的细胞，细胞培养的皿(瓶)和方式都需要做出进一步的改进和优化。
技术实现思路
为解决上述传统细胞培养方式的缺陷，本专利技术提供一种磁性微模块及其制备方法、基于磁性微模块的细胞培养方法，能够有效解决现阶段在培养皿中培养细胞时，对培养皿的大量浪费问题，以及用胰蛋白酶消化、细胞刮子等方式进行细胞传代时造成的细胞损伤的问题。一种磁性微模块，包括磁性聚对二甲苯层及附着在磁性聚对二甲苯层上的胶原蛋白层，其中，所述磁性聚对二甲苯层中混合有磁纳米颗粒。可选的，所述磁性聚对二甲苯层的厚度为3μm，胶原蛋白层的厚度为1μm。一种磁性微模块的制备方法，包括以下步骤：S1：将海藻酸钠溶液均匀涂抹在玻璃片表面，得到海藻酸钠层；S2：采用化学淀积法在海藻酸钠层上沉积磁性聚对二甲苯层，其中，所述磁性聚对二甲苯层中混合有磁纳米颗粒；S3：采用热蒸发沉淀法在磁性聚对二甲苯层上制备金属Al层，然后在金属Al层上粘贴保护膜，其中，保护膜被划分为微模块区域和非微模块区域；S4：采用化学蚀刻法去除非微模块区域的保护膜，然后采用化学腐蚀法去除金属Al层的非微模块区域，在金属Al层上得到两个以上相互独立的微模块形状；S5：按照金属Al层的微模块形状，采用等离子空气切割法对磁性聚对二甲苯层和海藻酸钠层进行切割，得到微模块形状的层合结构，其中，所述层合结构从上至下依次为保护膜、金属Al层、磁性聚对二甲苯层以及海藻酸钠层；S6：将MPC溶液均匀涂抹在层合结构以及各层合结构之间的玻璃片表面上，得到MPC疏水层；S7：将步骤S6中得到的成品浸入含有Ca2+离子的-NMD-3溶液中，去除金属Al层；S8：将胶原蛋白溶液均匀涂抹在去除金属Al层后的磁性聚对二甲苯层上，得到胶原蛋白层；S9：采用海藻酸钠裂解酶溶解海藻酸钠层，使得磁性聚对二甲苯层与胶原蛋白层整体与玻璃片分离，得到磁性微模块。一种基于磁性微模块的低损伤细胞培养方法，所述磁性微模块包括磁性聚对二甲苯层及附着在磁性聚对二甲苯层上的胶原蛋白层，其中，所述磁性聚对二甲苯层中混合有磁纳米颗粒，所述方法包括以下步骤：S1：在装有细胞培养基的培养皿中分别平铺两个以上的接种有待培养细胞的微模块和未接种有待培养细胞的空白微模块，其中，待培养细胞接种在微模块的胶原蛋白层上；S2：将培养皿置于设定培养条件下，使得空白微模块上相继附着上待培养细胞；S3：将磁吸附板块置于培养皿下方，使得微模块与待培养细胞的复合体吸附在培养皿上，然后更换细胞培养基；S4：采用磁吸附微纳米级镊子转移完成细胞培养的微模块，并在培养皿中加入新的空白微模块；S5：采用胶原蛋白酶溶解转移出来的微模块的胶原蛋白层，实现待培养细胞与微模块的分离，完成细胞培养。进一步地，上述步骤S1在培养皿中平铺接种有待培养细胞的微模块和未接种有待培养细胞的空白微模块后，采用磁吸附微纳米级镊子移动微模块，使各微模块的摆放呈设定的阵列。进一步地，上述步骤S3中将带有磁吸附能力的板块置于培养皿下方后，将两者的复合体置于设定振幅和频率的交流磁场中，使得微模块在磁场作用下呈均匀分布或聚集分布，实现细胞的阵列化培养。进一步地，所述更换培养基的方法为：倾斜培养皿，采用带有移液管的移液器将细胞培养基吸出培养皿，再加入新的细胞培养基。可选的，所述设定培养条件为37摄氏度，CO2的浓度为5％。有益效果：1、本专利技术提供一种磁性微模块，包括磁性聚对二甲苯层及附着在磁性聚对二甲苯层上的胶原蛋白层，其中，胶原蛋白层上能够接种待培养细胞，磁性聚对二甲苯层能够与放置于培养皿下方的磁吸附板块相配合，使得微模块能够固定在培养皿中，便于细胞培养基的更换，有效解决了现阶段在培养皿中培养细胞时，对培养皿的大量浪费问题。2、本专利技术提供一种磁性微模块的制备方法，依次采用均匀涂布法、化学淀积法、热蒸发沉淀法得到海藻酸钠层、磁性聚对二甲苯层以及金属Al层后，再采用化学蚀刻法以及等离子空气切割法等制备磁性微模块，得到的磁性微模块由磁性聚对二甲苯层及附着在磁性聚对二甲苯层上的胶原蛋白层构成，其中，胶原蛋白层上能够接种待培养细胞，磁性聚对二甲苯层能够与放置于培养皿下方的磁吸附板块相配合，使得微模块能够固定在培养皿中，便于细胞培养基的更换，有效解决了现阶段在培养皿中培养细胞时，对培养皿的大量浪费问题。3、本专利技术提供一种基于磁性微模块的低损伤细胞培养方法，磁性微模块平铺在培养皿上，磁吸附板块固定在培养皿底部，使微模块在磁力的吸附下不会出现滑落和移动的情况；固定在移液器上的移液管用于更换培养皿中的培养基；磁吸附板块和微纳米级镊子相配合，能够转移已完成培养的附着有单个细胞的微模块，然后加入空白微模块；由此可见，本专利技术有效解决了现阶段在培养皿中培养细胞时，对培养皿的大量浪费问题，以及用胰蛋白酶消化、细胞刮子等方式进行细胞传代时造成的细胞损伤的问题，同时降低细胞培养实验操作难度，提升实验效率和实验数据可信度，是对传统细胞培养方式的改革和创新。附图说明图1为本专利技术提供的微模块制备过程中的中间产品示意图；图2为本专利技术提供的微模块制备过程中经过第一次刻蚀后的中间产品示意图；图3为本专利技术提供的微模块制备过程中经过第二次刻蚀后的中间产品示意图；图4为本专利技术提供的微模块制备过程中经过两次刻蚀后涂布MPC疏水层的中间产品示意图；图5为本专利技术提供的微模块制备过程中溶解金属Al层后的中间产品示意图；图6为本专利技术提供的接种有待培养细胞的微模块示意图；图7为本专利技术提供的微模块从玻璃片表面分离后的示意图；图8为本专利技术提供的微模块在培养皿中的随机分布示意图；图9为本专利技术提供的微模块与磁吸附板块的示意图；图10为本专利技术提供的微模块与磁吸附板块的结合体示意图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性微模块，其特征在于，包括磁性聚对二甲苯层及附着在磁性聚对二甲苯层上的胶原蛋白层，其中，所述磁性聚对二甲苯层中混合有磁纳米颗粒。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁性微模块，其特征在于，包括磁性聚对二甲苯层及附着在磁性聚对二甲苯层上的胶原蛋白层，其中，所述磁性聚对二甲苯层中混合有磁纳米颗粒。


2.如权利要求1所述的一种磁性微模块，其特征在于，所述磁性聚对二甲苯层的厚度为3μm，胶原蛋白层的厚度为1μm。


3.一种磁性微模块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将海藻酸钠溶液均匀涂抹在玻璃片表面，得到海藻酸钠层；
S2：采用化学淀积法在海藻酸钠层上沉积磁性聚对二甲苯层，其中，所述磁性聚对二甲苯层中混合有磁纳米颗粒；
S3：采用热蒸发沉淀法在磁性聚对二甲苯层上制备金属Al层，然后在金属Al层上粘贴保护膜，其中，保护膜被划分为微模块区域和非微模块区域；
S4：采用化学蚀刻法去除非微模块区域的保护膜，然后采用化学腐蚀法去除金属Al层的非微模块区域，在金属Al层上得到两个以上相互独立的微模块形状；
S5：按照金属Al层的微模块形状，采用等离子空气切割法对磁性聚对二甲苯层和海藻酸钠层进行切割，得到微模块形状的层合结构，其中，所述层合结构从上至下依次为保护膜、金属Al层、磁性聚对二甲苯层以及海藻酸钠层；
S6：将MPC溶液均匀涂抹在层合结构以及各层合结构之间的玻璃片表面上，得到MPC疏水层；
S7：将步骤S6中得到的成品浸入含有Ca2+离子的-NMD-3溶液中，去除金属Al层；
S8：将胶原蛋白溶液均匀涂抹在去除金属Al层后的磁性聚对二甲苯层上，得到胶原蛋白层；
S9：采用海藻酸钠裂解酶溶解海藻酸钠层，使得磁性聚对二甲苯层与胶原蛋白层整体与玻璃片分离，得到磁性微模块。


4.一种基于磁性微模块的低损伤细胞培养方法，其特征在于，所述磁性微模块包括磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓明，李磊，李玉洋，黄强，新井健生，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11