東南大學趙遠錦：智能響應性氧化石墨烯水凝膠微載體用於細胞的捕獲與釋放

近年來，按照需求在仿生三維環境中進行細胞的捕獲、增殖與釋放引起了廣泛關注，尤其是在細胞生物學、藥物篩選、組織工程等研究領域。而細胞微載體，作為一種新型的三維生物支架材料的平台，在細胞培養中具有節約空間、降低消耗、低時間成本和勞動成本等優點，有望成為實現三維細胞捕獲、增殖與釋放的一種最佳手段。微模版法、電噴、光刻以及微流控等方法都可用於細胞微載體的製備。其中，利用微流控技術乳化製備微載體由於能夠精準控制微載體的尺寸、形貌與結構而備受關注。基於此，通過在微流控乳化模板中負載不同的生物聚合物，可以製備多種多樣具有生物相容性的微載體。然而，儘管具有這些突出優點，由於過於單一的材料成分，目前絕大部分的細胞微載體都只適用於細胞捕獲和增殖，可控的細胞釋放功能仍很難實現。這大大限制了細胞微載體在細胞轉載和細胞再利用中的進一步應用。因此，開發功能化的細胞微載體具有廣闊前景。

近日，東南大學趙遠錦教授課題組在Science China Materials上發表了題為Responsive graphene oxide hydrogel microcarriers for controllable cell capture and release的文章。該工作中，研究者們開發了一種新型的近紅外光響應的氧化石墨烯水凝膠微載體用於細胞的可控捕獲與釋放。

圖1. 近紅外光響應的氧化石墨烯水凝膠微載體用於細胞可控捕獲與釋放，以及促進免疫活性小鼠體內的腫瘤形成示意圖

研究者們利用毛細管微流控技術，通過乳化氧化石墨烯—異丙基丙烯醯胺—甲基化明膠複合預聚溶液來製備智能響應性氧化石墨烯水凝膠微載體。氧化石墨烯對近紅外光輻射的吸收能力，異丙基丙烯醯胺的熱響應性相轉換能力，以及甲基化明膠的高生物相容性，賦予了該複合水凝膠微載體高效的光熱響應的細胞捕獲、增殖以及釋放能力。此外，近紅外光響應的氧化石墨烯水凝膠微載體還能夠為其內部包裹的細胞提供保護，使其避免遭受免疫系統的攻擊，從而促進免疫活性小鼠體內的腫瘤模型的形成與生長。

圖2. 響應性氧化石墨烯水凝膠微載體在近紅外光刺激下釋放細胞效果

圖3. 免疫活性小鼠腫瘤模型驗證響應性氧化石墨烯水凝膠微載體促進腫瘤的形成與生長

該工作得到了國家自然科學基金項目的支持。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！