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廈門大學(xué)田華雨教授團(tuán)隊(duì) AFM：用于細(xì)胞工程應(yīng)用的磁性聚合物微載體
2023-12-10  來源：高分子科技

  經(jīng)過幾十年的發(fā)展，微載體技術(shù)已日趨成熟，但在細(xì)胞培養(yǎng)中仍需依賴胰蛋白酶分離細(xì)胞。此外，細(xì)胞收集通常依賴于微載體和細(xì)胞之間的密度差，通過低效率的自然沉降法收集細(xì)胞，而且容易造成細(xì)胞純度降低。因此，迫切需要開發(fā)新型微載體材料，在保持細(xì)胞高活性的前提下，提高細(xì)胞收集效率，減少不必要的培養(yǎng)程序，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)，這對(duì)重組蛋白的生產(chǎn)至關(guān)重要。


圖1多功能微載體的制備及其應(yīng)用示意圖

   

  近日，廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院田華雨教授團(tuán)隊(duì)基于微流控技術(shù)制備出具有磁效應(yīng)和熱響應(yīng)的新型細(xì)胞微載體材料。通過將含有磁性材料Fe3O4，N-異丙基丙烯酰胺，聚賴氨酸，甲基丙烯；髂z，聚乙二醇二丙烯酸酯，光引發(fā)劑等的水溶液作為分散相，含有乳化劑的礦物油作為連續(xù)相，利用流動(dòng)聚焦微流控技術(shù)，調(diào)整連續(xù)相和分散相二者之間的流動(dòng)速度，得到尺寸大小均一的微液滴，通過紫外燈照射即可得到具有磁性能和熱響應(yīng)的微載體（圖2）。研究多種細(xì)胞在微載體上的培養(yǎng)情況（圖3）；揭示了細(xì)胞在25°C下從微載體上脫附能力（圖4）；探索了微載體循環(huán)培養(yǎng)細(xì)胞的能力（圖5）；細(xì)胞在微載體上的立體懸浮培養(yǎng)及基因轉(zhuǎn)染；磁熱效應(yīng)對(duì)細(xì)胞基因轉(zhuǎn)染的研究等（圖6）。該項(xiàng)工作將促進(jìn)細(xì)胞工程化的發(fā)展，有望擴(kuò)大細(xì)胞工程在重組蛋白生產(chǎn)中的應(yīng)用。 


圖2 微載體的合成示意圖 



圖3 微載體具有優(yōu)異的細(xì)胞培養(yǎng)能力


圖4 細(xì)胞微載體的脫附研究


圖5 細(xì)胞微載體的循環(huán)培養(yǎng)研究 


圖6 細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)及磁熱基因遞送的研究


  該工作以“Magnetic Polymer Microcarriers for Cell Engineering Applications with Enzyme-Free Cell Harvesting and Rapid Recovery in Large-Scale Cell Culture”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上（Adv. Funct. Mater. 2023, 2311454）。文章第一作者是廈門大學(xué)博士后劉璁和中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所博士生蒙萌共同完成。該論文得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021YFB3800900），國家自然科學(xué)基金(51925305, 52203189)，中國博士后基金(2023M732932, 2022M722647)的資助。


  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202311454

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