基于微图案化金膜与PEG辅助的细胞工程平台CELLPAC：实现细胞空间操控与表面增强拉曼光谱双功能集成

这篇研究报道了一种创新性细胞工程平台CELLPAC，通过整合微图案化金膜、聚乙二醇（PEG）自组装单层和c-RGD肽，构建了兼具细胞空间操控与表面增强拉曼光谱（SERS）检测的双功能系统。该平台实现了人角质形成细胞从单细胞到多细胞的精准定位（空间分辨率达3μm），并展示出约3倍的固有生物分子SERS信号增强，为组织工程和药物筛选研究提供了新型工具。

　　

Highlight

CELLPAC设计

CELLPAC平台构建分为两个关键步骤（图1a）：首先制备微图案化金膜作为基底，随后通过工程化处理形成细胞粘附岛。这种独特设计创造了具有明确定义的粘附/非粘附边界，实现了对细胞行为的精确操控。

材料

采用22 mm方形盖玻片（50 nm金镀层）作为基底，使用异丙醇（IPA）和氮气进行清洁处理。关键试剂包括生物素化PEG-SH（分子量2000）、mPEG-硫醇（分子量5000）以及c-RGD肽，这些材料共同构建了具有生物相容性的细胞粘附微环境。

金图案制备

将镀金盖玻片经等离子清洗（150W，5分钟）后旋涂S1813光刻胶（4000 rpm，1分钟），115℃热板烘焙1分钟。通过紫外曝光（365 nm，8 mW/cm²，45秒）和CD26显影液处理形成图案，最终采用金蚀刻液（Gold Etchant TFA）室温蚀刻90秒获得微米级金图案。

结论

本研究开发的CELLPAC平台通过微图案化金膜、PEG自组装单层和c-RGD肽的协同作用，成功创建了能精确控制细胞空间分布的微环境模拟系统。该平台不仅实现了单细胞精度的定位（检测限达单个细胞水平），其金膜基底更带来了约3倍的表面增强拉曼光谱（SERS）信号提升，为研究细胞迁移、生化信号传导等过程提供了前所未有的双功能研究工具。这种将细胞空间操控与无标记分子检测相结合的设计理念，在组织工程和药物筛选领域展现出重要应用价值。