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等离子清洗机活化改性处理细胞培养皿提升亲水性能

文章出处:本站 | 网站编辑:深圳纳恩科技有限公司| 发表时间:2022-12-09
细胞培养是生物技术中最核心、最基础的技术;培养皿是一种用于微生物或细胞培养的实验室器皿,生物细胞培养时贴附并伸展是其重要指标之一。

当前,一次性塑料培养皿在生物、医药、化工等许多领域都得到广泛应用。塑料制品因价格低廉,成为生物、医药等行业进行实验分析的首选高分子材料。然而,现有技术中的细胞培养皿,如聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)等,其表面都不亲水,用于细胞的贴壁培养非常困难。

因此,需要一种能够对细胞培养皿表面进行改性,使细胞培养皿表面变为亲水的处理方法。

通过物理或化学方法改善物质表面的性能的方法称为表面改性。常用的表面改性的主要方法。包括物理改性和化学改性两类方法。物理改性包括表面涂覆改性、表面真空镀、溅射、表面机械改性和喷射等。化学改性包括放电、射线辐照、离子镀、电镀、火焰改性、溶液处理等。对于动物体和人体内的大部分细胞,比如成纤维细胞,骨骼组织,心肌与平滑肌、肝、肺、肾、乳腺皮肤神经胶质细胞等,当细胞置于体外进行培养时,大多数均以贴壁方式生长,因此,必须要求体外细胞培养装置细胞表面具有一定的亲水性,才能满足贴壁型细胞体外培养要求。


等离子表面活化改性提升细胞培养皿亲水性


等离子体是生物材料表面改性的重要手段,等离子体表面活化改性是将等离子体中的电子、离子、原子、或分子与材料相互作用,使材料表面发生物理化学变化,从而导入某些化学基团,对材料表面进行改性。
采用放电气体产生的等离子体对细胞培养皿进行表面清洗,等离子体中的大量离子、激发态分子、自由基等多种活性粒子,作用到细胞培养皿的表面,清除了细胞培养皿表面原有的污染物和杂质,同时产生刻蚀作用,将细胞培养皿表面变粗糙,形成许多微细坑洼,增大了细胞培养皿的比表面,提高细胞培养皿表面的润湿性能。等离子体中的粒子能量在0-20eV,而细胞培养皿的材质大多为塑料聚合物,聚合物中大部分的键能在0-10eV,因此等离子体作用到细胞培养皿表面后,可以使得细胞培养皿表面的原有的化学键产生断裂,等离子体中的自由基与这些断裂的化学键形成网状的交联结构,大大地激活了其表面活性。
利用等离子清洗机处理细胞培养皿
利用等离子清洗机处理细胞培养皿-NAENPLASMA

 
向等离子清洗机通入反应气体,反应气体在等离子清洗机中电离出活性基团,包括氨基、羧基等,活性基团在细胞培养皿表面对细胞培养皿进行表面亲水改性处理,在活化的材料表面会发生复杂的化学反应,引入新的官能团,能明显提高细胞培养皿的表面活性,有效提高细胞培养皿的表面亲水能力。补充可电离气体包括氧气、氨气,以产生更多的电荷通过等离子清洗机进行处理,从而增加培养器皿表面的亲水性。
细胞培养皿等离子清洗前后水滴角对比
细胞培养皿等离子清洗前后水滴角对比-NAENPLASMA

采用真空等离子清洗机对细胞培养皿进行表面亲水处理,与传统的一些清洗方法,如超声波、UV清洗等相比,具有以下优点:

1、处理温度低:真空等离子体的处理温度可以低至80℃,甚至50℃以下,温度可控制在20‑40℃。低的处理温度能够确保聚苯乙烯制的一次性细胞培养皿表面不受热影响。
2、处理全程无污染:等离子体表面处理设备本身是很环保的设备,不产生任何污染,处理过程也不产生任何污染。因此,可以与原有生产流水线搭配,实现全自动在线生产,以节约人力成本。
3、处理效果稳定:等离子清洗的处理效果非常均匀稳定,常规样品处理后较长时间内保持效果良好。
4、适用性广:对于复杂形状的样品,等离子体清洗都能找到合适的解决方案。此外,真空等离子体清洗还可实现对固体样品的特定位置进行清洗。

随着生物产业的蓬勃发展,市场对生物耗材的需求也越来越大。相对于传统玻璃耗材在清洗和再处理的繁杂、耗时与不稳定,一次性塑料耗材因其省时、方便、质量稳定和经济的特点使它迅速取代传统耗材而被广泛使用。目前市场上用于培养细胞的一次性耗材都是由聚苯乙烯注塑成型后,再经一些特殊的表面处理使其满足一些细胞或组织的贴壁需求。等离子体处理后细菌培养皿表面由疏水变为亲水,改善塑料对贴壁细胞着附力,并获得支持细胞黏附铺展的能力。

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