一种实现无干扰和可编程药物添加的用于高通量细胞筛选的药物释放芯片制造技术

本发明专利技术属于高通量药物递送技术领域，具体涉及一种实现无干扰和可编程药物添加的用于高通量细胞筛选的药物释放芯片

【技术实现步骤摘要】
一种实现无干扰和可编程药物添加的用于高通量细胞筛选的药物释放芯片


[0001]本专利技术属于高通量药物递送
，具体涉及一种实现无干扰和可编程药物添加的用于高通量细胞筛选的药物释放芯片
。

技术介绍

[0002]活细胞的高通量筛选对于有效的药物发现
、
了解细胞过程
、
推进个性化药物
、
加速研究和确保药物安全至关重要，因为它能够同时评估多种因素对细胞的表型的影响，如药物或生物活性化合物
。
液滴阵列
(DropArray)
作为用于基于细胞分析的创新微型化平台，实现了在不同时间点向数千个液滴同时给药不同药物的能力
。
[0003]目前，大多数活细胞的高通量筛选是使用
96
孔和
384
孔微孔板进行的
。
然而，在微孔之间没有时间延迟的情况下，将多种生物化学试剂并行添加到单个细胞培养库中，需要移液步骤，这通常需要复杂的机械操作
。
在基于细胞的高通量筛选中，滑动芯片
(SlipChip)、
液滴阵列
(DropArray)、
液滴微流体
(Droplet Microfludics)
等基于细胞分析的微型化平台中，将细胞库小型化为微小的微滴以提高产量时，这一问题变得更加明显
。
此外，在这种小的贮存器中频繁的给药操作会破坏细胞行为，例如当培养液滴受到机械干扰时，导致细胞去粘附而自由漂浮
。
此外，目前的高通量筛选技术虽然实现了同时向多个细胞库给药，但多局限于单一药物的单一浓度，并不能灵活按需控制给药的种类和浓度，也不能解决给药操作时细胞培养环境失稳的问题
。
[0004]光触发药物递送系统可以远程控制药物从固体表面释放到周围液体中，从而允许以前无法获得的药物以自由形式添加
。
具体而言，通过利用适当波长的光，可以在功能分子中诱导不可逆或可逆的结构变化，如共价键断裂，异构化，可切换的静电吸引，和分子重排等
。
这些转化是促进结合或笼中药物释放的关键
。
光敏主客体超分子复合物在各种光响应系统中引起了人们的极大兴趣
。
在这些复合体中，光起到非接触刺激的作用，触发释放开关，而不会引起任何机械干扰或产生不期望的副产物
。
偶氮苯衍生物已被广泛用作客体，与大环主体形成包合物，如环糊精或葫芦
[7]脲，从而产生二元光化学超分子组装体
。
偶氮苯衍生物表现出的顺反式光异构化，加上超分子非共价相互作用的动力学性质，为精确调节含环糊精药物的缔合和解离以实现药物的受控释放提供了一种通用机制
。
[0005]然而，目前光触发药物递送系统尚未满足上述在高通量细胞筛选过程中可编程药物释放的要求
。
这些限制源于，现有技术中缺乏一种恰当的实验装置，实现利用光触发药物递送系统进行准确控制药物装载量
、
调节特定药物种类
、
防止装载和释放过程中的交叉污染以及同时管理大量单个单元
。
克服这些限制对于推进该领域并以高通量筛选的形式执行复杂的药物测试至关重要
。

技术实现思路

[0006]基于上述现有技术的问题，本专利技术提供一种实现无干扰和可编程药物添加的用于
高通量细胞筛选的药物释放芯片
。
[0007]一种实现无干扰和可编程药物添加的用于高通量细胞筛选的药物释放芯片，它包括超疏水多孔聚合物薄膜，所述超疏水多孔聚合物薄膜表面通过改性设置有微图案化的亲水区域和超疏水
、
高疏油氟化边框，所述亲水区域中聚合有光触发药物递送系统；
[0008]所述超疏水多孔聚合物薄膜是在甲基丙烯酸3‑
(
三甲氧基甲硅烷基
)
丙酯改性的玻璃板上聚合聚合单体
A
和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的共聚物后得到的；所述聚合单体
A
选自含有2‑
溴异丁基和
(
甲基
)
丙烯酸酯基的化合物；
[0009]所述超疏水
、
高疏油边框区域是在超疏水多孔聚合物薄膜表面聚合聚2‑
全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯聚合物后得到的；
[0010]所述亲水区域中的光触发药物递送系统是在超疏水
、
高疏油边框内部进行偶氮苯衍生物聚合后，进一步和负载有药物的大环化合物组装得到的；所述偶氮苯衍生物选自含有偶氮苯基团和
(
甲基
)
丙烯酰胺基团的分子
。
[0011]优选的，所述聚合单体
A
和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的共聚物是采用如下重量份的原料在光照作用下聚合后得到的：
[0012]聚合单体
A 10
～
40
份
、
[0013]乙二醇二甲基丙烯酸酯
40
～
10
份
、
[0014]1‑
癸醇
10
～
40
份
、
[0015]环己醇
40
～
10
份
、
[0016]光引发剂
0.5
～4份；
[0017]所述聚合单体
A
和乙二醇二甲基丙烯酸酯总用量为
20
～
80
份；所述1‑
癸醇和环己醇的总用量为
80
～
20
份；所述聚合单体
A、
乙二醇二甲基丙烯酸酯
、1
‑
癸醇和环己醇总用量为
100
份；
[0018]其中，
[0019]所述聚合单体
A
选自甲基丙烯酸2‑
(2
‑
溴异丁酰氧基
)
乙酯
、
丙烯酸2‑
(2
‑
溴异丁酰氧基
)
乙酯或甲基丙烯酸2‑
(2
‑
溴异丁酰氧基
)
丙酯中的至少一种；
[0020]和
/
或，所述光引发剂选自2，2‑
二甲氧基
‑2‑
苯基丙酮或光引发剂
819
中的至少一种；
[0021]和
/
或，所述光照的条件为：
254
～
405nm 30
～
80W
光照
40
～
80
秒；
[0022]和
/
或，所述共聚物的厚度为6～
200
μ
m。
[0023]优选的，所述聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种实现无干扰和可编程药物添加的用于高通量细胞筛选的药物释放芯片，其特征在于，它包括超疏水多孔聚合物薄膜，所述超疏水多孔聚合物薄膜表面通过改性设置有微图案化的亲水区域和超疏水
、
高疏油氟化边框，所述亲水区域中聚合有光触发药物递送系统；所述超疏水多孔聚合物薄膜是在甲基丙烯酸3‑
(
三甲氧基甲硅烷基
)
丙酯改性的玻璃板上聚合聚合单体
A
和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的共聚物后得到的；所述聚合单体
A
选自含有2‑
溴异丁基和
(
甲基
)
丙烯酸酯基的化合物；所述超疏水
、
高疏油边框区域是在超疏水多孔聚合物薄膜表面聚合聚2‑
全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯聚合物后得到的；所述亲水区域中的光触发药物递送系统是在超疏水
、
高疏油边框内部进行偶氮苯衍生物聚合后，进一步和负载有药物的大环化合物组装得到的；所述偶氮苯衍生物选自含有偶氮苯基团和
(
甲基
)
丙烯酰胺基团的分子
。2.
按照权利要求1所述的用于高通量细胞筛选的药物释放芯片，其特征在于：所述聚合单体
A
和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的共聚物是采用如下重量份的原料在光照作用下聚合后得到的：聚合单体
A 10
～
40
份
、
乙二醇二甲基丙烯酸酯
40
～
10
份
、1
‑
癸醇
10
～
40
份
、
环己醇
40
～
10
份
、
光引发剂
0.5
～4份；所述聚合单体
A
和乙二醇二甲基丙烯酸酯总用量为
20
～
80
份；所述1‑
癸醇和环己醇的总用量为
80
～
20
份；所述聚合单体
A、
乙二醇二甲基丙烯酸酯
、1
‑
癸醇和环己醇总用量为
100
份；其中，所述聚合单体
A
选自甲基丙烯酸2‑
(2
‑
溴异丁酰氧基
)
乙酯
、
丙烯酸2‑
(2
‑
溴异丁酰氧基
)
乙酯或甲基丙烯酸2‑
(2
‑
溴异丁酰氧基
)
丙酯中的至少一种；和
/
或，所述光引发剂选自2，2‑
二甲氧基
‑2‑
苯基丙酮或光引发剂
819
中的至少一种；和
/
或，所述光照的条件为：
254
～
405nm 30
～
80W
光照
40
～
80
秒；和
/
或，所述共聚物的厚度为6～
200
μ
m。3.
按照权利要求1所述的用于高通量细胞筛选的药物释放芯片，其特征在于：所述聚2‑
全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯是采用如下重量份的原料在光照作用下聚合后得到的：原子转移自由基聚合反应光催化剂1～3份
、
抗坏血酸1～4份
、2
‑
(
全氟辛基
)
甲基丙烯酸乙酯
300
～
1000
份；所述原子转移自由基聚合反应光催化剂选自三
(2
‑
苯基吡啶
)
铱或二苯基二氢吩嗪中的至少一种；和
/
或，所述光照的条件为：
405
～
460nm30
～
80W
光照
40
～
80
秒；和
/
或，所述聚2‑
全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯的聚合在
N
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：冯文骞，赵元轶，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：