利用等离子体处理来实现细胞培养皿亲水化的TC处理

文章出处：等离子清洗机厂家 | 快盈47| 发表时间：2022-12-23

以前市面上细胞培养耗材多为玻璃材质, 玻璃具有亲水性, 所以表面不需要经过特殊处理，但是在实际使用过程中存在清洁不干净, 易污染样本等缺点。随着科技的快速发展, 各种高分子材料 (比如聚苯乙烯 PS) 逐步取代了玻璃材质, 成为细胞培养耗材的基本加工原料。

聚苯乙烯为非晶态无规聚合物, 具有透明性, 其制品具有极高的透明度, 透光率可达 90%以上, 利于在显微镜下观察细胞培养状态, 另外其具有易着色, 加工流动性好, 刚性好及耐化学腐蚀性好等优点。

但是聚苯乙烯表面是疏水的, 为了确保贴壁细胞可以很好的贴附在耗材表面, 细胞培养耗材的表面需要经过特殊的改性处理, 在表面引入亲水因子, 以适应贴壁细胞的生长与繁殖, 这种处理被称为TC 表面处理 Tissue Culture Treated。

TC处理适用于细胞培养皿, 细胞培养板, 细胞爬片, 细胞培养等。这里我们使用等离子表面处理设备来实现细胞培养皿的 TC 表面理。

等离子处理细胞培养皿

等离子体处理

等离子体是由带电粒子(正离子、负离子、电子)、光子、中性粒子(原子、分子、自由基和活性基团)组成的宏观呈电中性的电离态气体。与物质通常的3种状态(固、液、气)相比，等离子体无论在组成还是在性质上，均有本质的差别。因此，等离子体也被称为物质的第四态。

等离子体包含大量活性粒子，如高能电子、离子、自由基、激发态的气体原子和分子以及光子等，其能量可通过辐射、中性粒子流和离子流的碰撞等作用于材料表面，这些粒子与材料表面发生诸如刻蚀和清洁、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、表面清洁、表面化学基团引入和表面亲水性改变等。

在实际的贴壁细胞培养实验中，由于贴壁细胞需要伸展在培养材料的表面才能增长的特性，故培养器皿的亲水性直接影响着细胞的生长。因此，培养器皿的亲水性能好坏是决定着培养器皿的质量的重要指标有明显影响，而且对细胞的生长量有很大影响。

向等离子清洗机通入反应气体，反应气体在等离子清洗机中电离出活性基团，包括氨基、羧基等，活性基团在细胞培养皿表面对细胞培养血进行表面亲水改性处理，在活化的材料表面会发生复杂的化学反应，引入新的官能团，能明显提高细胞培养皿的表面活性，有效提高细胞培养皿的表面亲水能力。补充可电离气体包括氧气、氨气，以产生更多的电荷通过等离子清洗机进行处理，从而增加培养器皿表面的亲水性。

细胞培养皿等离子处理前后水滴角对比
可以看到经过等离子处理后细胞培养皿的水滴角已经大幅度下降了

真空等离子清洗机处理细胞培养皿作用及优点：

作用:
1. 对产品表面预清洁:O2等离子体可以吸附附着在产品表面的微小颗粒物及其他污染物, 通过真空泵把混合气体抽出真空腔, 达到预清洁的效果
2. 增大产品表面张力, 使得产品的水接触角明显减小, 匹配合适的等离离子能量和浓度, 可以做到产品表面水接触角 WCA＜10°.
3. O2等离子体在产品表面发生化学反应, 产品表面可以增加很多功能性官能团, 包括羟基 (-OH ), 羧基 ( -COOH ), 羰基 ( -CO- ）, 氢过氧基 (-OOH ) 等, 这些活性官能团在细胞培养过程中可以提高培养速度和活性.
优点:
1. 处理温度低:真空等离子体的处理温度可以低至80℃，甚至50℃以下，温度可控制在20-40℃。低的处理温度能够确呆聚本，烯制的一次性细胞培养服表面不受热影响。
2. 处理全程无污染:等离子清洗机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。因此，可以与原有生产流水线搭配，实现全自动在线生产，以节约人力成本。