利用等離子體處理來實現(xiàn)細胞培養(yǎng)皿親水化的TC處理

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-12-23

以前市面上細胞培養(yǎng)耗材多為玻璃材質, 玻璃具有親水性, 所以表面不需要經過特殊處理，但是在實際使用過程中存在清潔不干凈, 易污染樣本等缺點。隨著科技的快速發(fā)展, 各種高分子材料 (比如聚苯乙烯 PS) 逐步取代了玻璃材質, 成為細胞培養(yǎng)耗材的基本加工原料。

聚苯乙烯為非晶態(tài)無規(guī)聚合物, 具有透明性, 其制品具有極高的透明度, 透光率可達 90%以上, 利于在顯微鏡下觀察細胞培養(yǎng)狀態(tài), 另外其具有易著色, 加工流動性好, 剛性好及耐化學腐蝕性好等優(yōu)點。

但是聚苯乙烯表面是疏水的, 為了確保貼壁細胞可以很好的貼附在耗材表面, 細胞培養(yǎng)耗材的表面需要經過特殊的改性處理, 在表面引入親水因子, 以適應貼壁細胞的生長與繁殖, 這種處理被稱為TC 表面處理 Tissue Culture Treated。

TC處理適用于細胞培養(yǎng)皿, 細胞培養(yǎng)板, 細胞爬片, 細胞培養(yǎng)等。這里我們使用等離子表面處理設備來實現(xiàn)細胞培養(yǎng)皿的 TC 表面理。

等離子處理細胞培養(yǎng)皿

等離子體處理

等離子體是由帶電粒子(正離子、負離子、電子)、光子、中性粒子(原子、分子、自由基和活性基團)組成的宏觀呈電中性的電離態(tài)氣體。與物質通常的3種狀態(tài)(固、液、氣)相比，等離子體無論在組成還是在性質上，均有本質的差別。因此，等離子體也被稱為物質的第四態(tài)。

等離子體包含大量活性粒子，如高能電子、離子、自由基、激發(fā)態(tài)的氣體原子和分子以及光子等，其能量可通過輻射、中性粒子流和離子流的碰撞等作用于材料表面，這些粒子與材料表面發(fā)生諸如刻蝕和清潔、氧化、接枝、活化、聚合等相互用，以此改善材料的表面特性，如表面粗糙化、表面清潔、表面化學基團引入和表面親水性改變等。

在實際的貼壁細胞培養(yǎng)實驗中，由于貼壁細胞需要伸展在培養(yǎng)材料的表面才能增長的特性，故培養(yǎng)器皿的親水性直接影響著細胞的生長。因此，培養(yǎng)器皿的親水性能好壞是決定著培養(yǎng)器皿的質量的重要指標有明顯影響，而且對細胞的生長量有很大影響。

向等離子清洗機通入反應氣體，反應氣體在等離子清洗機中電離出活性基團，包括氨基、羧基等，活性基團在細胞培養(yǎng)皿表面對細胞培養(yǎng)血進行表面親水改性處理，在活化的材料表面會發(fā)生復雜的化學反應，引入新的官能團，能明顯提高細胞培養(yǎng)皿的表面活性，有效提高細胞培養(yǎng)皿的表面親水能力。補充可電離氣體包括氧氣、氨氣，以產生更多的電荷通過等離子清洗機進行處理，從而增加培養(yǎng)器皿表面的親水性。

細胞培養(yǎng)皿等離子處理前后水滴角對比
可以看到經過等離子處理后細胞培養(yǎng)皿的水滴角已經大幅度下降了

真空等離子清洗機處理細胞培養(yǎng)皿作用及優(yōu)點：

作用:
1. 對產品表面預清潔:O2等離子體可以吸附附著在產品表面的微小顆粒物及其他污染物, 通過真空泵把混合氣體抽出真空腔, 達到預清潔的效果
2. 增大產品表面張力, 使得產品的水接觸角明顯減小, 匹配合適的等離離子能量和濃度, 可以做到產品表面水接觸角 WCA＜10°.
3. O2等離子體在產品表面發(fā)生化學反應, 產品表面可以增加很多功能性官能團, 包括羥基 (-OH ), 羧基 ( -COOH ), 羰基 ( -CO- ）, 氫過氧基 (-OOH ) 等, 這些活性官能團在細胞培養(yǎng)過程中可以提高培養(yǎng)速度和活性.
優(yōu)點:
1. 處理溫度低:真空等離子體的處理溫度可以低至80℃，甚至50℃以下，溫度可控制在20-40℃。低的處理溫度能夠確呆聚本，烯制的一次性細胞培養(yǎng)服表面不受熱影響。
2. 處理全程無污染:等離子清洗機本身是很環(huán)保的設備，不產生任何污染，處理過程也不產生任何污染。因此，可以與原有生產流水線搭配，實現(xiàn)全自動在線生產，以節(jié)約人力成本。