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培养皿等离子表面处理

Nov. 09, 2023

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,虽然贴附并伸展是多数体外培养细胞的基本生长特点,但个别细胞生长时贴附并伸展特性较差,如淋巴细胞。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。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。

为了提高贴附特性,提升生物细胞培养皿的稳定性,可以采用等离子表面处理的方式来提高细胞培养皿的亲水性,从而改善细胞的生长。

培养皿等离子表面处理

等离子体(Plasma)是除了固体,液体和气体之外物质存在的第四种基本形态,它是由大量处于非束缚状态的带电粒子组成。

等离子表面处理主要通过高频放电电离气氛介质中的气体分子产生大量高能电子、带正电荷、负电荷的活性粒子和自由基,从而对置于其中的材料进行改性。

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。并且当等离子体作用到细胞培养皿的表面时,可以清除细胞培养皿表面原有的污染物和杂质。

下面视频是经过等离子表面处理的培养皿

从上述视频可以明显看出,经过等离子表面处理的细胞培养皿表面亲水性能有了很大的提升。这是因为等离子体对培养皿表面起到了刻蚀作用,刻蚀作用可以将材料的弱边界层除去,使得材料表面产生起伏变得粗糙,样品的比表面积增加,从而有利于润湿;同时,在等离子体轰击培养皿表面的过程中伴随有化学键的断裂,形成自由基,这些自由基可以和空气等离子中的氧等离子体发生反应,在培养皿表面引入了大量的含氧基团,如羟基、羧基、羰基等,这些基团具有亲水性,使得材料表面的亲水性增强。

在组织培养材料方面,等离子表面处理技术具有极大的工业价值。这种处理大大提高了培养皿的细胞培养能力,并且经过处理的培养皿的老化不会对它们支持细胞生长的能力有大的影响。并且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。

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