專利名稱：將多種細胞有序地粘附到同一基底上的裝置及粘附方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將多種細胞粘附到同一基底上的裝置及粘附方法，特別涉及一種 將多種細胞以有序陣列方式粘附到同一基底上的裝置及粘附方法。
背景技術(shù)：
在藥物篩選、生物檢測芯片和基礎(chǔ)的細胞生物學(xué)的研究中，需要在同一表面 以陣列方式固定多種細胞，而且更精確和復(fù)雜的控制細胞在體外培養(yǎng)，對于人工 器官的構(gòu)建也具有重大意義。盡管難度很大，人們己經(jīng)做了一些方法。例如在文獻1: Chiu, D. T.; Jeon， N. L.; Huang， S.; Kane， R. S.; Wargo， C. J.; Choi, I. S.; Ingber， D. E.; Whitesides, G. M., Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2000， 97, (6),2408-2413中，Whitesides實驗小組公開了一種運用三維結(jié)構(gòu)的微流管道在同 一表面固定多種細胞，而且可以形成由多種細胞組成的復(fù)雜圖案的方法。這種方 法首先制備出三維結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷的"印章"，然后在"印章"與細胞培養(yǎng) 盤基底結(jié)合后，往不同的管道入口通入不同的細胞，這樣不同種細胞被運送到基 底的不同位置，待培養(yǎng)一段時間后，細胞長滿，就可以出現(xiàn)設(shè)計好的圖案。所以 設(shè)計出棋盤式的圖案，把多種細胞通入，培養(yǎng)成陣列結(jié)構(gòu)。但是，這種方法得到 的粘附了多種細胞的基底，在實驗過程中如果把含有三維結(jié)構(gòu)的PDMS的"印章" 拿開，粘附在管道中的細胞會自由爬動，使得固定的細胞圖案被破壞。另一方面， 如果始終不能去掉"印章"，不同種細胞間不能夠相互作用，不利于進一歩研究細 胞間的相互作用。此外，這種方法將多種細胞粘附到基底上時，需要復(fù)雜的微加 工方法。本申請人的申請?zhí)枮?00710098280. 4 (其在先申請?zhí)?00610089251. 7，在先 申請日為2006. 08. ll)的申請構(gòu)建了一種將多種細胞粘附到同一基底上的裝置及 粘附方法；但是它的不足之處在于不能夠把多種細胞陣列方式在基底表面排列。本發(fā)明與以前的不同之處在于結(jié)合微流控和微接觸印刷方法建立將多種細胞 以有序陣列方式粘附到同一基底上的裝置及粘附方法。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)在將多種細胞粘附到同一基底表面時，不容 易的構(gòu)建細胞陣列，使得固定的細胞圖案被破壞或是根本不能相互作用，以 及需要復(fù)雜的微加工方法或是復(fù)雜的化學(xué)合成的缺陷，從而提供一種簡單和 易操作的技術(shù)，以便用于藥物篩選和生物芯片制備。將多種細胞以陣列的方 式粘附到同一基底上的裝置及粘附方法。本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明提供的將多種細胞以有序陣列方式粘附到同一基底上的裝置，包括一基底；所述基底的上表面上依次蒸鍍有鈦粘附層、金層和間隔附著在所述 金層上的若干條平行間隔布置的長為2 cm的以甲基結(jié)尾的硫醇形成的平行硫醇 疏水單分子膜條帶和以聚乙二醇結(jié)尾的硫醇形成的平行親水單分子膜條帶；所述 平行硫醇疏水單分子膜條帶寬20 300nm;所述平行親水單分子膜條帶寬20 300拜；一下表面上具有至少一組微凹槽單元的經(jīng)氧化處理后的具親水表面的由聚二甲基硅氧烷材質(zhì)制做的第二聚二甲基硅氧垸印章；所述微凹槽單元由三條平行放置的 間距為100 500pm的直線型凹槽組成，每一條直線型凹槽寬100 30(Him，長1.2 1.5cm;在每一條直線型凹槽的槽端處分別設(shè)有與相應(yīng)的凹槽相通的垂向通孔；所述第二聚二甲基硅氧烷印章的下表面貼覆于所述基底的具有平行硫醇疏水 單分子膜條帶和平行親水單分子膜條帶的表面上；所述第二聚二甲基硅氧烷印章 上的直線型凹槽與所述基底的平行硫醇疏水單分子膜條帶及平行親水單分子膜條 帶垂直。所述基底為玻璃基底;其上表面上的鈦粘附層厚2 10nm,金層厚20 50nm。本發(fā)明提供的將多種細胞以有序陣列方式粘附到同一基底上的方法，包括如 下的步驟1) 在干凈的基底上表面上先蒸鍍一鈦粘附層，然后再在其上蒸鍍一金層；2) 使用光刻技術(shù)，在一硅片上制備具有若干條寬為20 30(^m，長度為2cm,間隔為20 30(Hun的平行凸型條帶的陣列結(jié)構(gòu)；3) 用聚二甲基硅氧烷對步驟2)得到的具有若干條寬為20 300Mm，長度為 2 cm，間隔為20 300pm的平行凸型條帶的陣列結(jié)構(gòu)的硅片進行翻膜，得到一與 所述平行凸型條帶的陣列結(jié)構(gòu)相對應(yīng)互補的具有若千平行凸型條帶的陣列結(jié)構(gòu)的 第一聚二甲基硅氧垸印章；將得到的第一聚二甲基硅氧烷印章放入10mM的以甲基結(jié)尾的硫醇的乙醇溶 液里，然后取出，用氮氣或壓縮空氣吹干，讓其具有若干平行凸型條帶的陣列結(jié) 構(gòu)的一面與步驟l)制備的基底的金層接觸，使得第一聚二甲基硅氧烷印章表面的 硫醇分子轉(zhuǎn)移到基底的金層上，在基底的金層上形成一組寬20 300pm，長為2 cm, 間隔為20 300,的具有疏水性質(zhì)的平行硫醇疏水單分子膜條帶；然后將該具有 平行硫醇疏水單分子膜條帶的基底放入1 5mM以聚乙二醇結(jié)尾的硫醇的乙醇溶 液里浸泡1 10h后取出，并立即用乙醇的水溶液(濃度為50% 100%)浸泡， 再用氮氣或壓縮空氣吹干備用；在基底的平行硫醇疏水單分子膜條帶之外的地方， 組裝有具有抗拒蛋白質(zhì)吸附能力的以聚乙二醇結(jié)尾的硫醇形成的平行親水單分子 膜條帶，所述平行硫醇疏水單分子膜條帶和平行親水單分子膜條帶間隔地附著于 所述基底的金層表面上；以上表面修飾不同硫醇分子的方法叫做微接觸印刷；4) 使用光刻技術(shù)，在另一硅片上制備至少一組微凸型線結(jié)構(gòu)單元，該凸型線 型微結(jié)構(gòu)單元由三條平行放置的間距為100 500,的直線型凸型線組成，每一條 直線型凸型線長度為1.2 1.5cm，寬度為100 300^n;5) 用聚二甲基硅氧烷對步驟4)得到的具有至少一組凸型條微結(jié)構(gòu)單元的硅 片進行翻膜，得到一與所述凸型條微結(jié)構(gòu)單元相對應(yīng)的具有至少一組微凹槽單元 的第二聚二甲基硅氧烷印章；所述第二聚二甲基硅氧垸印章的微凹槽單元由三條平行放置的間距為100 500pm的直線型凹槽組成，每一條直線型凹槽寬為100 300mhi，長為1.2 1.5cm; 在每一條直線型凹槽的槽端處分別設(shè)有與相應(yīng)的凹槽相通的垂向通孔；然后將第二聚二甲基硅氧烷印章的微凹槽單元的面朝上，在等離子清洗器中 氧化2min，制成具有親水表面的第二聚二甲基硅氧烷印章；6) 將步驟5)制備的第二聚二甲基硅氧烷印章的具有微凹槽單元的面朝下與基 底上的具有平行硫醇疏水單分子膜條帶和平行親水單分子膜條帶的表面接觸，所 述第二聚二甲基硅氧烷印章上的直線型凹槽與所述基底的平行硫醇疏水單分子膜條帶及平行親水單分子膜條帶垂直，以形成封閉的流通管腔；然后10min內(nèi)把促 進細胞粘附的物質(zhì)的溶液通入流通管腔中；待2h后，在流通管腔內(nèi)疏水的硫醇分 子膜區(qū)域吸附有促進細胞粘附的物質(zhì)；7)制備不同種的粘附細胞的懸浮溶液，細胞密度為10S個/ml，然后把不同種 細胞通入相應(yīng)的流通管腔中，再放入細胞培養(yǎng)箱，在37'C， 二氧化碳體積濃度5%, 培養(yǎng)40min,細胞粘附在流通管腔內(nèi)的金表面上；揭掉第二聚二甲基硅氧烷印章， 將金表面上生長有細胞的玻璃基底放入普通細胞培養(yǎng)液中，24h后，細胞在各自限 定區(qū)域內(nèi)生長，完成多種細胞以有序的陣列方式粘附到同一基底上。所述步驟6)的促進細胞粘附的物質(zhì)(如細胞外基質(zhì)蛋白質(zhì)-纖維結(jié)合蛋白、 膠原蛋白或?qū)诱尺B蛋白；多聚賴氨酸等)。所述基底為玻璃基底；其上表面上的鈦粘附層厚為2 10nm，金層厚為20 50跳本發(fā)明通過微接觸印刷的方法在金表面做硫醇分子修飾；所述微接觸印刷的 方法用得兩種溶液；步驟3)中所述的lOmM的以甲基結(jié)尾的硫醇的乙醇溶液， 溶質(zhì)分子可以是HS(CH2)uCH3、 HS(CH2)17CH3、 HS(CH2)15CH3;步驟3)中所述的1 5mM以聚乙二醇結(jié)尾的硫醇的乙醇溶液中自組裝在所 述金層表面上的具有抗拒蛋白質(zhì)吸附作用的平行親水性單分子膜條帶為通過在 1 5 mM的HS(CH2)u(OCH20CH2)60H 、 HS(CH2)n(OCH20CH2)50H或 HS(CH2)n(OCH20CH2)30H的乙醇溶液中自組裝在所述金層表面上的親水性單分 子膜條帶。本發(fā)明提供的裝置和方法可以將將多種細胞以有序陣列方式粘附到同一基底 上；允許粘附的細胞間通過分泌的可溶性生物分子相互作用。本發(fā)明的將多種細胞以有序陣列方式粘附到同一基底上的方法及裝置可以用 于藥物篩選，在粘附的細胞培養(yǎng)的條件下加入待篩選的藥物，然后對比加入藥物 的樣品和沒有加入藥物的樣品之間的細胞移動的不同，可以了解哪種藥物可以影 響這幾種細胞之間的相互作用，從而為新藥篩選，提供一種極為便利的方法；另 外，現(xiàn)在一種藥物，作用于不同種細胞往往具有不同的結(jié)果，因此本方法也為高 通量的藥物療效評價，提供了新的途徑。本發(fā)明提供的方法首先是在基底表面先用微接觸印刷方法修飾金表面，形成細胞選擇性粘附的區(qū)域，其他位置細胞不會粘附。然后在聚二甲基硅氧烷的微流 管道中通入促進細胞粘附的物質(zhì)，待其選擇性吸附后，再往不同管道中通入不同 種細胞的懸液，細胞只粘附在疏水性質(zhì)的單分子膜表面。最后，把聚二甲基硅氧 烷塊拿開，幾種不同的細胞便以陣列方式有序的吸附在表面。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的裝置及方法的優(yōu)點在于 1、本發(fā)明利用表面化學(xué)和微流控的結(jié)合，來構(gòu)筑復(fù)雜的細胞培養(yǎng)體系，可 以讓多種細胞在可調(diào)控的空間和時間，有序地以陣列方式在表面的粘附、生長。2、 在這種方法得到的粘附了多種細胞的基底為細胞生物學(xué)、組織生物學(xué)的 基本研究提供了平臺，可以單細胞水平高精度的在時間和空間上對細胞生物學(xué)進 行分析，同時，還可以作為基于細胞和細胞之間作用的藥物檢測，為發(fā)現(xiàn)藥物和 有毒物質(zhì)的分析提供了新的途徑。3、 這幾種細胞的密度和相間的距離可以精確調(diào)控，以便檢測幾種細胞之間 的反應(yīng)。因為可以控制細胞密度、幾種細胞之間的間隔，所以分析的精度是前所 未有。


圖l為本發(fā)明的將多種細胞以有序陣列方式粘附到同一基底上的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 — 1至圖2—6為本發(fā)明將多種細胞以有序陣列方式粘附到同一基底上的步 驟示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例進一步描述本發(fā)明。 實施例1請參見圖2—1、圖2—2、圖2 —3、圖2—4、圖2 —5和圖2—6:1) 在干凈的玻璃基底1上表面上先蒸鍍2 10nm厚的鈦粘附層，然后再在 其上蒸鍍20 50nm厚的金層；2) 使用光刻技術(shù)，在一硅片上制備具有50條寬為10(^m(20 300nm均可)， 長度為2 cm，間隔為200nm的平行凸型條帶的陣列結(jié)構(gòu)；3) 用聚二甲基硅氧烷對步驟2)得到的具有50條平行凸型條帶的陣列結(jié)構(gòu)的 硅片進行翻膜，得到一與所述平行凸型條帶的陣列結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的具有49條平行凸型條帶的陣列結(jié)構(gòu)的第一聚二甲基硅氧烷印章；將得到的印章放入10mM以甲基結(jié)尾的硫醇(分子式HS(CH2)UCH3)的乙 醇溶液里；然后取出，用氮氣或壓縮空氣吹干，讓有圖案的一面與玻璃基底l上 的金層接觸，使得印章表面的硫醇分子轉(zhuǎn)移到金層上，形成線寬200Mm，間隔 10(^m的平行硫醇疏水單分子膜條帶11，其表面性質(zhì)為疏水，能夠吸附水溶液的 蛋白質(zhì)；然后把該基底1放入2mM以聚乙二醇結(jié)尾的硫醇(分子式 HS(CH2)u(OCH2OCH2)6OH)的乙醇溶液里，使得這些小分子在印章沒有接觸到 的地方，組裝成單分子膜，其表面性質(zhì)為親水，具有抗拒溶液中蛋白質(zhì)吸附的能 力；在基底浸泡1 10h后取出，立即用乙醇的水溶液(濃度為50% 100%) 浸泡一會，再用氮氣或壓縮空氣吹干備用；在基底1的平行硫醇疏水單分子膜條 帶11之外的地方，組裝有具有抗拒蛋白質(zhì)吸附能力的以聚乙二醇結(jié)尾的硫醇形成 的平行親水單分子膜條帶12，所述平行硫醇疏水單分子膜條帶11和平行親水單 分子膜條帶12間隔地附著于所述基底1的金層表面上；以上表面修飾不同硫醇分子的方法叫做微接觸印刷；4) 使用光刻技術(shù)，在另一硅片上制備至少一組凸型線型微結(jié)構(gòu)單元，該凸型 線型微結(jié)構(gòu)單元包括三條平行放置的間距為100,的直線型凸型線，每一條直線 型凸型線長1.2 1.5cm，寬100pm;5) 用聚二甲基硅氧垸對步驟3)得到的具有至少一組凸型線型微結(jié)構(gòu)單元的 硅片進行翻膜，得到一與所述凸型線型微結(jié)構(gòu)單元相對應(yīng)的具有至少一組微凹型 單元的第二聚二甲基硅氧烷印章2;所述第二聚二甲基硅氧烷印章上的微凹槽單元包括三條平行放置的間距為 100pm直線型凹槽，每一條直線型凹槽的寬為100 300pm，長為1.2 1.5cm;在每一條直線型凹槽的槽端處分別設(shè)有與相應(yīng)的直線型凹槽相通的垂向通孔3;然后將該第二聚二甲基硅氧垸印章的具有微凹型單元的面朝上，在等離子清洗器中氧化2min，制成具有親水表面的第二聚二甲基硅氧烷印章2;6) 將具有親水表面的第二聚二甲基硅氧烷印章2的具有微凹型單元的面朝下 與基底1上的平行硫醇疏水單分子膜條帶11和平行親水單分子膜條帶12的表面 接觸；所述第二聚二甲基硅氧烷印章2的微凹型單元的直線型凹槽與基底1上的 平行硫醇疏水單分子膜條帶11及平行親水單分子膜條帶12垂直，形成封閉的流 通管腔；然后lOmin內(nèi)把100 pg/ml細胞外基質(zhì)蛋白質(zhì)(纖維結(jié)合蛋白(fibronectin))的PBS磷酸緩沖液通入流通管腔中；待2h后，在流通管腔內(nèi)疏水的硫醇分子膜區(qū)域吸附有細胞外基質(zhì)蛋白質(zhì)；7)制備不同種的粘附細胞的懸浮溶液，細胞密度為1()S個/ml，然后把不同 種細胞通入相應(yīng)的流通管腔中，再放入細胞培養(yǎng)箱，在37"C， 二氧化碳體積濃度 5%，培養(yǎng)40min，細胞粘附在流通管腔內(nèi)的金表面上；揭掉第二聚二甲基硅氧烷 印章，將生長有細胞的金表面放入普通細胞培養(yǎng)液中，24h后，細胞在各自限定 區(qū)域內(nèi)生長，以完成多種細胞以陣列方式粘附于同一基底上。實施例21) 在干凈的玻璃載玻片(厚度為0.15mm)上表面上先蒸鍍5nm (2 10nm 均可)厚的鈦粘附層，然后再在其上蒸鍍40nm (20 50nm均可)厚的金層， 制得一試驗用基底1;2) 使用光刻技術(shù)，在一硅片上制備具有100條寬為100pm(20 300,均可)， 長度為2 cm，間隔為100 pin (20 300Mjn均可)的平行凸型條帶的陣列結(jié)構(gòu)；3) 用聚二甲基硅氧烷對步驟2)得到的具有IOO條平行凸型條帶的陣列結(jié)構(gòu) 的硅片進行翻膜，得到一與所述平行凸型條帶的陣列結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的具有99條平行 凸型條帶的陣列結(jié)構(gòu)的第一聚二甲基硅氧垸印章；將得到的印章放入10mM以甲基結(jié)尾的硫醇(分子式HS(CH2)15CH3或 HS(CH2)17CH3)的乙醇溶液里；然后取出，用氮氣或壓縮空氣吹干，讓有圖案的 一面與玻璃基底1上的金層接觸，使得印章表面的硫醇分子轉(zhuǎn)移到金層上，形成 線寬200pm，間隔100pm的平行硫醇疏水單分子膜條帶11,其表面性質(zhì)為疏水， 能夠吸附水溶液的蛋白質(zhì)；然后把該基底1放入2mM以聚乙二醇結(jié)尾的硫醇(分 子式為HS(CH2) (OCH2OCH2)5OH或HS(CH2)u(OCH20CH2)60H)的乙醇溶液里， 使得這些小分子在印章沒有接觸到的地方，組裝成單分子膜，其表面性質(zhì)為親水， 具有抗拒溶液中蛋白質(zhì)吸附的能力；在基底浸泡l 10h后取出，立即用乙醇的水 溶液(濃度為50% 100%)浸泡一會，再用氮氣或壓縮空氣吹干備用；在基 底1的平行硫醇疏水單分子膜條帶11之外的地方，組裝有具有抗拒蛋白質(zhì)吸附能 力的以聚乙二醇結(jié)尾的硫醇形成的平行親水單分子膜條帶12，所述平行硫醇疏水 單分子膜條帶11和平行親水單分子膜條帶12間隔地附著于所述基底1的金層表 面上；以上表面修飾不同硫醇分子的方法叫做微接觸印刷；4) 使用光刻技術(shù)，在另一硅片上制備至少一組凸型線型微結(jié)構(gòu)單元，該凸型線型微結(jié)構(gòu)單元包括三條平行放置的間距為lOO^m (100 500Min均可)的直線型 凸型線，每一條直線型凸型線長1.2 1.5cm，寬100 300拜；5) 用聚二甲基硅氧烷對步驟3)得到的具有至少一組凸型線型微結(jié)構(gòu)單元的 硅片進行翻膜，得到一與所述凸型線型微結(jié)構(gòu)單元相對應(yīng)的具有至少一組微凹型 單元的第二聚二甲基硅氧烷印章；所述第二聚二甲基硅氧烷印章上的微凹槽單元包括三條平行放置的間距為 100pm直線型凹槽，每一條直線型凹槽的寬為100 300[im，長為1.2 1.5cm;在 每一條直線型凹槽的槽端處分別設(shè)有與相應(yīng)的直線型凹槽相通的垂向通孔3;然后將該第二聚二甲基硅氧烷印章的具有微凹型單元的面朝上，在等離子清 洗器中氧化2min，制成具有親水表面的第二聚二甲基硅氧烷印章2;6) 將具有親水表面的第二聚二甲基硅氧垸印章2的具有微凹型單元的面朝下 與基底1上的平行硫醇疏水單分子膜條帶11和平行親水單分子膜條帶12的表面 接觸；所述第二聚二甲基硅氧烷印章2的微凹型單元的直線型凹槽與基底1上的 平行硫醇疏水單分子膜條帶11及平行親水單分子膜條帶12垂直，形成封閉的流 通管腔；然后10min內(nèi)把100 pg/ml細胞外基質(zhì)蛋白質(zhì)(纖維結(jié)合蛋白(fibronectin))的PBS磷酸緩沖液通入流通管腔中；待2h后，在流通管腔內(nèi)疏水的硫醇分子膜區(qū)域吸附有細胞外基質(zhì)蛋白質(zhì)；7) 制備不同種的粘附細胞的懸浮溶液，細胞密度為1()S個/ml，然后把不同種細胞通入相應(yīng)的流通管腔中，再放入細胞培養(yǎng)箱，在37'C， 二氧化碳體積濃度 5%,培養(yǎng)40min，細胞粘附在流通管腔內(nèi)的金表面上；揭掉第二聚二甲基硅氧烷 印章，將生長有細胞的金表面放入普通細胞培養(yǎng)液中，24h后，細胞在各自限定 區(qū)域內(nèi)生長，以完成多種細胞以陣列方式粘附于同一基底上。
權(quán)利要求
1、一種將多種細胞以有序陣列方式粘附到同一基底上的裝置，其特征在于，包括一基底；所述基底的上表面上依次蒸鍍有鈦粘附層、金層和間隔附著在所述金層上的若干條平行間隔布置的長度為2cm的以甲基結(jié)尾的硫醇形成的平行硫醇疏水單分子膜條帶和以聚乙二醇結(jié)尾的硫醇形成的平行親水單分子膜條帶；所述平行硫醇疏水單分子膜條帶寬20～300μm；所述平行親水單分子膜條帶寬20～300μm；一下表面上具有至少一組微凹槽單元的經(jīng)氧化處理后的具親水表面的由聚二甲基硅氧烷材質(zhì)制做的第二聚二甲基硅氧烷印章；所述微凹槽單元由三條平行放置的間距為100～500μm的直線型凹槽組成，每一條直線型凹槽寬100～300μm，長1.2～1.5cm；在每一條直線型凹槽的槽端處分別設(shè)有與相應(yīng)的凹槽相通的垂向通孔；所述第二聚二甲基硅氧烷印章的下表面貼覆于所述基底的具有平行硫醇疏水單分子膜條帶和平行親水單分子膜條帶的表面上；所述第二聚二甲基硅氧烷印章上的直線型凹槽與所述基底的平行硫醇疏水單分子膜條帶及平行親水單分子膜條帶垂直。
2、 按權(quán)利要求1所述的將多種細胞以有序陣列方式粘附到同一基底上的裝 置，其特征在于，所述基底為玻璃基底；其上表面上的鈦粘附層厚2 10nm，金 層厚20 50nm。
3、 一種將多種細胞以有序陣列方式粘附到同一基底上的方法，其特征在于,包括如下的步驟1) 在干凈的基底上表面上先蒸鍍一鈦粘附層，然后再在其上蒸鍍一金層；2) 使用光刻技術(shù)，在一硅片上制備具有若干條寬為20 300,，長為2cm， 間隔為20 300拜的平行凸型條帶的陣列結(jié)構(gòu)；3) 用聚二甲基硅氧烷對步驟2)得到的具有若干條寬為20 300pm，長2cm，間隔為20-30(Him的平行凸型條帶的陣列結(jié)構(gòu)的硅片進行翻膜，得到一與所述 平行凸型條帶的陣列結(jié)構(gòu)相對應(yīng)互補的具有若干平行凸型條帶的陣列結(jié)構(gòu)的第一 聚二甲基硅氧烷印章；將得到的第一聚二甲基硅氧烷印章放入10mM的以甲基結(jié)尾的硫醇的乙醇溶 液里，然后取出，用氮氣或壓縮空氣吹干，讓其具有若干平行凸型條帶的陣列結(jié) 構(gòu)的一面與步驟l)制備的基底的金層接觸，使得第一聚二甲基硅氧烷印章表面的 硫醇分子轉(zhuǎn)移到基底的金層上，在基底的金層上形成一組寬20 300nm，長為2 cm，間隔為20 300jxm的具有疏水性質(zhì)的平行硫醇疏水單分子膜條帶；然后將該 具有平行硫醇疏水單分子膜條帶的基底放入l 5mM以聚乙二醇結(jié)尾的硫醇的乙 醇溶液里浸泡1 10h后取出，并立即用乙醇的水溶液(濃度為50% 100%) 浸泡，再用氮氣或壓縮空氣吹干備用；在基底的平行硫醇疏水單分子膜條帶之外 的地方，組裝有具有抗拒蛋白質(zhì)吸附能力的以聚乙二醇結(jié)尾的硫醇形成的平行親 水單分子膜條帶，所述平行硫醇疏水單分子膜條帶和平行親水單分子膜條帶間隔 地附著于所述基底的金層表面上；以上表面修飾不同硫醇分子的方法叫做微接觸印刷；4) 使用光刻技術(shù)，在另一硅片上制備至少一組微凸型線結(jié)構(gòu)單元，該凸型線 型微結(jié)構(gòu)單元由三條平行放置的間距為100 500|^m的直線型凸型線組成，每一條 直線型凸型線長度為1.2 1.5cm， 寬度為100 30(Him;5) 用聚二甲基硅氧垸對步驟4)得到的具有至少一組凸型條微結(jié)構(gòu)單元的硅 片進行翻膜，得到一與所述凸型條微結(jié)構(gòu)單元相對應(yīng)的具有至少一組微凹槽單元 的第二聚二甲基硅氧烷印章；所述第二聚二甲基硅氧垸印章的微凹槽單元由三條平行放置的間距為ioo 500|im的直線型凹槽組成，每一條直線型凹槽寬度為100 30(^m，長度為1.2 L5cm;在每一條直線型凹槽的槽端處分別設(shè)有與相應(yīng)的凹槽相通的垂向通孔；然后將第二聚二甲基硅氧垸印章的微凹槽單元的面朝上，在等離子清洗器中 氧化2min，制成具有親水表面的第二聚二甲基硅氧垸印章；6) 將步驟5)制備的第二聚二甲基硅氧烷印章的具有微凹槽單元的面朝下與基 底上的具有平行硫醇疏水單分子膜條帶和平行親水單分子膜條帶的表面接觸，所 述第二聚二甲基硅氧烷印章上的直線型凹槽與所述基底的平行硫醇疏水單分子膜 條帶及平行親水單分子膜條帶垂直，以形成封閉的流通管腔；然后10min內(nèi)把促 進細胞粘附的物質(zhì)的溶液通入流通管腔中；待2h后，在流通管腔內(nèi)疏水的硫醇分子膜區(qū)域吸附有促進細胞粘附的物質(zhì)；7)制備不同種的粘附細胞的懸浮溶液，細胞密度為106個/1111，然后把不同種 細胞通入相應(yīng)的流通管腔中，再放入細胞培養(yǎng)箱，在37'C， 二氧化碳體積濃度5%， 培養(yǎng)40min，細胞粘附在流通管腔內(nèi)的金表面上；揭除第二聚二甲基硅氧垸印章， 將金表面上生長有細胞的玻璃基底放入普通細胞培養(yǎng)液中，24h后，細胞在各自限 定區(qū)域內(nèi)生長，完成多種細胞以有序的陣列方式粘附到同一基底上。
4、 按權(quán)利要求3所述的將多種細胞以有序陣列方式粘附到同一基底上的方 法，其特征在于，所述步驟6)的促進細胞粘附的物質(zhì)為纖維結(jié)合蛋白、膠原蛋 白、層粘連蛋白或多聚賴氨酸等。
5、 按權(quán)利要求3所述的將多種細胞以有序陣列方式粘附到同一基底上的方 法，其特征在于，所述基底為玻璃基底；其上表面上的鈦粘附層厚為2 10nm， 金層厚為20 50nm。
6、 按權(quán)利要求3所述的將多種細胞以有序陣列方式粘附到同一基底上的方 法，其特征在于，所述步驟3)中所述的lOmM的以甲基結(jié)尾的硫醇的乙醇溶液， 溶質(zhì)分子為HS(CH2)uCH3、 HS(CH2)17CH3或HS(CH2)15CH3。
7、 按權(quán)利要求3所述的將多種細胞以有序陣列方式粘附到同一基底上的方 法，其特征在于，所述步驟3)中所述的1 5mM以聚乙二醇結(jié)尾的硫醇的乙醇 溶液中自組裝在所述金層表面上的具有抗拒蛋白質(zhì)吸附作用的平行親水性單分子 膜條帶為通過在 1 5 mM 的 HS(CH2)u(OCH20CH2)60H 、 HS(CH2)n(OCH2OCH2)5OH或HS(CH2)n(OCH2OCH2)3OH的乙醇溶液中自組裝 在所述金層表面上的親水性單分子膜條帶。
全文摘要
一種將多種細胞以有序陣列方式粘附到同一基底上的裝置，包括基底上表面上依次鍍有鈦粘附層、金層和平行間隔附著在金層上的硫醇疏水單分子膜條帶和硫醇親水單分子膜條帶；下表面上具微凹槽單元的第二聚二甲基硅氧烷印章；微凹槽單元由三條平行的直線型凹槽組成，其槽端處設(shè)與凹槽相通的垂向通孔；印章下表面貼覆于基底的具有平行硫醇疏水單分子膜條帶和硫醇親水單分子膜條帶的表面上；直線型凹槽與疏水單分子膜條帶和親水單分子膜條帶垂直；基底的金表面形成細胞選擇性粘附區(qū)域；微流管道中通入促進細胞粘附的物質(zhì)(如細胞外基質(zhì)蛋白質(zhì)溶液，多聚賴氨酸溶液等)，待選擇性吸附后，再往不同管道中通不同種細胞懸液，細胞只粘附在疏水單分子膜表面，拿開印章，幾種不同種細胞陣列有序地吸附于基底。
文檔編號C12N11/00GK101333522SQ20071011781
公開日2008年12月31日 申請日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月25日
發(fā)明者勇 李, 蔣興宇, 博 袁, 謝赟燕, 邢仕歌, 陳振玲 申請人:國家納米科學(xué)中心