CN111455562A - 一种导热纤维膜的制备方法及其应用 - Google Patents

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陈柯戎
安雪莹
张瑜
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孙磊
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    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties

Abstract

本发明公开了一种导热纤维膜的制备方法及其应用。本发明所述的导热纤维膜通过将导热性材料混入聚合物溶液中进行静电纺丝制备而成。将纤维膜加入细胞冻存液中，用于细胞的冻存与复苏，结果证实，本发明的导热纤维膜能够有效提高纤维冻存后的细胞活性。

Description

一种导热纤维膜的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种导热纤维膜的制备方法及其在细胞冻存上的应用。
背景技术
静电纺丝(简称电纺)是利用高压电场实现的一种纺丝技术。与其他材料制备技术相比，电纺技术主要有以下特点：(1)制备的支架具有较高的孔隙率和贯通孔道结构，有利于细胞的迁移和培养基质的流动；(2)通过调节电纺参数可以方便控制纤维支架的厚度、孔隙和力学性能等；(3)能够便捷地制备多种聚合物支架，满足不同的应用需要，支架材料可以是单一的聚合物，也可以是多种聚合物的混合；(4)可以在支架中引入无机离子(如碳纳米管、石墨烯、羟基磷灰石等)、生长因子甚至是活生命体(如细胞)等，使用范围广。电纺纤维膜的众多优点使其在众多领域，获得广泛的研究和应用。
细胞冻存及复苏是细胞培养技术中的重要技术之一。细胞冻存及复苏的基本原则是慢冻速溶，这样可以最大限度的保存细胞活力。细胞冻存液是细胞冻存时必须使用的一种溶液，其作用是将需要冻存的细胞悬浮于冻存液，供给细胞生命代谢所必须的营养物质，同时可以防止或减少冷冻冰晶对细胞的损伤作用。在细胞冻存液中加入导热性好的材料，有利于冻存液的快速融化，从而提高细胞复苏后活性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导热纤维膜的制备方法及其在提高细胞冻存活性上的应用。
本发明提供的导热纤维膜的制备方法，包括：将聚合物溶于有机溶剂中，加入导热性材料搅拌均匀后，将溶液吸入干燥的注射器，并固定到微量注射泵的卡槽中。设置电纺参数后，以固定在铜板上的铝箔为接收端，得到纤维膜。
进一步的，所述聚合物包括但不限于聚乳酸、聚己内酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚羟基乙酸、聚乳酸与聚乙二醇共聚物、壳聚糖、丝素蛋白、明胶中的一种或两种或多种的混合物。
进一步的，所述导热性材料包括但不限于碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、(铜、银等金属)纳米颗粒中的一种或两种或多种的混合物。
进一步的，所述有机溶剂包括但不限于三氯甲烷、二氯甲烷、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、丙酮、六氟异丙醇、三氟乙醇、甲醇、乙醇、异丙醇等溶剂中的一种或混合溶剂。
进一步的，所述聚合物与导热材料的比例为100∶(1～20)。
进一步的，所述电纺参数为推进速度40～70μL/min，外加电压15～22kV，针头与接收板距离14～20cm。
本发明还提供一种导热纤维膜的应用，其特征在于，将纤维膜加入细胞冻存液中，用于细胞的冻存与复苏。
具体方法为：取生长状态良好的对数期细胞，用胰酶消化后，重悬于细胞冻存液中，加入预先加入制备的纤维冻存管中，封闭冻存管，梯度冷冻或置于细胞冻存盒中。冻存后一段时间后取出细胞，用噻唑蓝(MTT)检测细胞活性。结果显示与不加纤维的空白组相比，加入纤维的实验组细胞活性有显著性提高。
进一步的，所述导热纤维膜在细胞冻存液中的用量为1～50mg/mL。
进一步的，所述细胞包括正常细胞系、肿瘤细胞系、干细胞系。
有益效果：本发明制备的导热纤维膜，制备方法简单，可批量化生产，成本低。用于细胞冻存时，应用性广泛，可用于正常细胞、肿瘤细胞、干细胞等多种细胞的冻存，能够提高冻存细胞的存活率。
附图说明
图1为实施例1中PLA/GN(0.5％)纤维形貌。
图2为实施例2中PLA/GN(3％)纤维形貌。
图3为实施例2中PLA/GN(3％)纤维在808nm激光照射下升温曲线。
图4为实施例3中PLA/GN(5％)纤维形貌。
图5为实施例3中PLA/GN(5％)纤维在808nm激光照射下升温曲线。
图6为实施例1纤维组(5mg/mL)细胞冻存后活性。
图7为实施例1纤维组(50mg/mL)细胞冻存后活性。
图8为实施例2纤维组(10mg/mL)细胞冻存后活性。
图中，Control代表未做处理的正常对照组，PLA代表聚乳酸，GN代表石墨烯。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步详细说明，但本发明并不受其限制。
实施例1
聚乳酸(PLA，12％w/v)溶于二氯甲烷与二甲基甲酰胺混合溶液中，搅拌均匀后，加入石墨烯(GN，占PLA质量的0.5％)将溶液吸入干燥的注射器，并固定到微量注射泵的卡槽中，推进速度40μL/min，外加电压15kV，针头与接收板距离20cm。以固定在铜板上的铝箔为接受端，得到纤维膜。纤维形貌如图1所示。
实施例2
聚乳酸(PLA，12％w/v)溶于二氯甲烷与三氟乙醇混合溶液中，搅拌均匀后，加入石墨烯(GN，占PLA质量的3％)将溶液吸入干燥的注射器，并固定到微量注射泵的卡槽中，推进速度50μL/min，外加电压15kV，针头与接收板距离15cm。以固定在铜板上的铝箔为接受端，得到纤维膜。纤维形貌如图2所示。采用808nm激光照射纤维样品后，纤维升温曲线如图3所示。
实施例3
聚乳酸(PLA，10％w/v)溶于二氯甲烷与三氟乙醇混合溶液，搅拌均匀后，加入石墨烯(GN，占PLA质量的5％)将溶液吸入干燥的注射器，并固定到微量注射泵的卡槽中，推进速度70μL/min，外加电压15kV，针头与接收板距离14cm。以固定在铜板上的铝箔为接受端，得到纤维膜。纤维形貌如图4所示。采用808nm激光照射纤维样品后，纤维升温曲线如图5所示。
实施例4
取生长状态良好的对数期细胞(人胚肾细胞plat E)，用胰酶消化后，重悬于细胞冻存液中，加入预先加入实施例1制备的PLA/GN纤维的冻存管中(5mg纤维：1mL培养基)，封闭冻存管，4℃保存30min，再于-20℃保存30min，然后移入-80℃进行细胞冻存。将冻存后2天的细胞取出后，用噻唑蓝检测细胞活性。结果如图6所示，与不加纤维的空白组相比，加入纤维的实验组细胞活性有极显著性提高。
实施例5
取生长状态良好的对数期细胞(人胚肾细胞plate E)，用胰酶消化后，重悬于细胞冻存液中，加入预先加入实施例1制备的PLA/GN纤维的冻存管中(50mg纤维：1mL培养基)，封闭冻存管，4℃保存30min，再于-20℃保存30min，然后移入-80℃进行细胞冻存。将冻存后2天的细胞取出后，用噻唑蓝检测细胞活性。结果如图7所示，与不加纤维的空白组相比，加入纤维的实验组细胞活性有显著性提高。
实施例6
取生长状态良好的对数期细胞(人乳腺癌细胞MDA-MB-231)，用胰酶消化后，重悬于细胞冻存液中，加入预先加入实施例2制备的PLA/GN纤维的冻存管中(10mg纤维：1mL培养基)，封闭冻存管，放入细胞冻存盒中，移入-80℃进行细胞冻存。将冻存后2天的细胞取出后，用噻唑蓝检测细胞活性。结果如图8所示，与不加纤维的空白组相比，加入纤维的实验组细胞活性有显著性提高。

Claims (6)

1.一种导热纤维膜的制备方法，具体方法为：将聚合物溶于有机溶剂中，混合均匀后，加入导热性材料，通过静电纺丝技术，制备成导热纤维膜。
2.根据权利要求书1所述的导热纤维膜的制备方法，其特征在于，所述聚合物包括但不限于聚乳酸、聚己内酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚羟基乙酸、聚乳酸与聚乙二醇共聚物、壳聚糖、丝素蛋白、明胶中的一种或两种或多种的混合物。
3.根据权利要求书1所述的导热纤维膜的制备方法，其特征在于，所述导热性材料包括但不限于碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、(铜、银等金属)纳米颗粒中的一种或两种或多种的混合物。
4.根据权利要求书1所述的导热纤维膜的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括但不限于三氯甲烷、二氯甲烷、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、丙酮、六氟异丙醇、三氟乙醇、甲醇、乙醇、异丙醇等溶剂中的一种或混合溶剂。
5.一种导热纤维膜的应用，方法为：将导热纤维膜加入细胞冻存液中，用于提高冻存细胞复苏后的活性。
6.根据权利要求书5所述的细胞冻存方法，其特征在于，所述细胞为正常细胞系、肿瘤细胞系、干细胞系。
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