TheWell Bioscience：3D细胞培养用无动物源VitroGel水凝胶

VitroGel水凝胶系统精确模拟自然的细胞外基质（ECM）环境，生物功能性良好，操作简便，为药物发现、组织工程、细胞治疗和个性化医疗建立了强大的3D细胞培养平台和注射给药系统。无动物源成分系统是3D细胞培养应用于临床研究的关键因素。VitroGel水凝胶能够高通量应用于从细胞系和患者来源的细胞建立3D类器官模型。使用水凝胶系统作为注射给药系统，可以在细胞治疗中更好地保留细胞和获得更高的细胞活力，而且这项突破性的技术可更加容易从3D水凝胶中回收细胞。

1、VitroGel是什么？

VitroGel是一种无异源的功能性水凝胶系统，可以精确模拟天然的细胞外基质(ECM)环境。

VitroGel通过多种细胞功能配体修饰，提供了一个强大的3D细胞培养平台，可作为药物研发、组织工程、细胞治疗和个体化医疗的可注射递送系统。

VitroGel有两种不同的规格，即用型和高浓度: 即用型VitroGel 提供了简单和多功能性的良好平衡。该水凝胶具有优化的多功能配体配方和浓度，室温下稳定，可与细胞/培养基直接混合使用;  高浓度的水凝胶使研究人员能够完全控制细胞培养环境的机械强度和功能性配体。高浓度配方能够通过调节水凝胶溶液的稀释比例来Z大限度地灵活地控制水凝胶的机械强度。VitroGel高浓度水凝胶也可以作为一组构建模块，通过混合不同型号水凝胶创建一个功能性微环境。

 2、如何选择VitroGel水凝胶产品？

即用型水凝胶: 对于许多用户来说，这是S选的水凝胶系统。即用型水凝胶，只需要添加你的细胞，覆盖培养基，然后孵育。 对不同的细胞类型和应用方向提供了不同型号的水凝胶：

VitroGel Hydrogel Matrix (cat#VHM01)：一种通用水凝胶，对许多细胞系和原代细胞都友好。这种水凝胶可以支持肿瘤团块、间质细胞或成纤维细胞的网络结构的形成、共培养、侵袭或3D细胞迁移。

VitroGel ORGANOID (catVHM04)：支持患者来源的样本，干细胞，组织，共培养和PDX来源的各种类器官。

VitroGel STEM (cat#VHM02)：生成高质量的3D干细胞（细胞来源液氮储存）。非常适合干细胞扩增，3D放大或下游应用。

VitroGel MSC (cat#VHM03)：支持2D包被法和3D培养MSC，也可用水凝胶珠替代微载体支持MSC扩增。

VitroGel HEK293(cat#VHM05)：支持3D培养和HEK293细胞的规模化生产。

VitroGel Angiogenesis Assay Kit (cat#VHM06-K1)：研究人员研究水凝胶性质和培养基对血管生成过程的影响的革命性工具。

高浓度水凝胶：对于更高级的用户，VitroGel高浓度水凝胶使研究人员能够完全控制细胞培养环境的生物物理和生物学特性。VitroGel具有不同配体修饰的多种类型的水凝胶，不同类型的水凝胶可以通过“Mix&Match”进而控制水凝胶中的3D细胞培养物。所有高浓度水凝胶均配有VitroGel Dilution Solution，可将Z终水凝胶强度从10 Pa调节至4000Pa。定制水凝胶可达到20000 Pa以上。

VitroGel 3D High Concentration Kit(cat#TWG001)︰是一种纯净且未经修饰的水凝胶，可根据不同需要Z大限度地灵活地控制3D细胞培养环境。未修饰的水凝胶结构适用于细胞团形成，悬浮细胞或需要低细胞-基质相互作用的细胞。

VitroGel RGD High Concentration Kit (cat#TWG003)：高浓度的RGD细胞粘附肽修饰，促进3D细胞培养过程中的细胞附着和细胞-基质相互作用。即使在水凝胶稀释后，它也可以保持高水平的整联蛋白结合活性以促进形成细胞间网络。

VitroGel ?COL High Concentration Kit (cat#：TWG009）：胶原模拟肽修饰，该肽特异性结合整合素α2β1，促进许多生物活动，如体外成骨细胞分化和增强体内成骨细胞活性。

VitroGel IKVAV High Concentration Kit (cat#TWG007)︰层粘连蛋白衍生的功能肽修饰，该功能肽积极参与不同的生物活动，如神经元祖细胞分化，促进细胞粘附，神经突向外生长，血管生成和肿瘤生长。

VitroGel YIGSR High Concentration Kit (cat#TWG008)︰层粘连蛋白衍生的功能肽修饰，涉及内皮细胞粘附，细胞增殖和运动/迁移。

VitroGel MMP High Concentration Kit (cat#TWG010)︰基质金属蛋白酶(MMP)修饰的生物降解性基质。

3、VitroGel的化学成分是什么？

VitroGel水凝胶是一种无异源的合成多糖基水凝胶系统。

4、VitroGel Dilution Solution Type 1和Type 2有什么区别？

VitroGel Dilution Solution Type 1含有蔗糖以保持Z佳渗透压浓度。VitroGel Dilution Solution Type 2不含蔗糖。对于大多数细胞系，推荐VitroGel Dilution Solution Type 1。VitroGel Dilution Solution Type 2适用于研究对糖敏感的细胞。

5、VitroGel是否具有粘弹性？

是的，所有的VitroGel水凝胶都用动态流变仪进行粘弹性性能测试。对于VitroGel高浓度水凝胶，通过VitroGel Dilution Solution改变水凝胶浓度，弹性模量(G')可在10~4000 Pa范围内进行调节。

6、VitroGel是否含有任何天然的ECM蛋白，如纤维连接蛋白、胶原蛋白或层粘连蛋白？

VitroGel不含任何天然ECM蛋白。研究人员可以在水凝胶系统中添加生长因子和蛋白质，形成一个良好的系统。

7、VitroGel的力学性质是什么?可以调整刚度吗？

我们用动态流变仪测试了VitroGel的弹性模量(G')。G'取决于水凝胶稀释和所用的细胞培养基。未稀释的高浓度的VitroGel的G'约为4000 Pa。如果需要更高的水凝胶刚度，可以定制，定制的水凝胶刚度可以达到20k Pa以上。Biolnk产品(VitrolNK)可以达到G’超过45k Pa。

 8、水凝胶弹性模量和水凝胶硬度的区别是什么？

弹性模量(G')来表示VitroGel的强度，用动态流变仪对其进行测试。弹性模量和刚度之间的一个简单转换是按1：3的比例计算。举个例子，如果水凝胶的G'是100 Pa，也就是300 Pa的刚度。因此，高浓度VitroGel G’ 4000 Pa的刚度在12000 Pa左右。

 9、调节温度会诱导VitroGel形成水凝胶吗?

调节温度不会诱导水凝胶的形成。VitroGel可在室温下保持液体形态。可以通过与离子溶液(如细胞培养基)混合来诱导水凝胶的形成。升高温度可能会降低水凝胶溶液的粘度。

10、分子能透过VitroGel渗透或扩散吗？

可以的，VitroGel支持不同大小的分子，从小分子到大蛋白质的扩散(例如lgG)。药物化合物、抗体、染料可以添加在覆盖培养基上以穿透水凝胶。VitroGel可与分子混合用于控释实验。

11、VitroGel有自体荧光吗？

没有，VitroGel是一种无异源的系统。我们在各种影像学检查中没有检测到任何自体荧光。

建议研究人员进行对照实验来确定背景荧光。

12、用VitroGel培养后可以收获细胞吗？

可以，研究人员可以在20 min内用无酶、即用的VitroGel Cell Recovery Solution轻松收获细胞。VitroGelCell Recovery Solution室温下稳定，pH为中性，工作温度为37℃。VitroGel Cell Recovery Solution在回收过程中可保持较高的细胞活力。收获的细胞可以进一步进行2D和3D传代培养。

13、VitroGel可以同时用于3D培养和2D包被培养吗？

可以，VitroGel可以支持3D细胞培养，2D厚凝胶包被和2D薄凝胶包被培养。将细胞包埋在水凝胶基质中(3D细胞培养)可以Z大限度地提高细胞-基质相互作用和潜在的细胞-细胞交流，以响应水凝胶不同的生物物理和生物特性。有些细胞很难用3D培养，因此，2D包被是细胞培养的另一种方法。2D厚凝胶包被用一层厚的水凝胶来改变物质的性质，它是一种介于传统的2D培养和真正的3D细胞培养之间的方法。如果研究人员不想进入3D细胞培养，而是想看到细胞在不同物质下的不同表现，那么2D厚凝胶包被是一种替代方法。这也是一种很好的分层共培养的方法。2D薄凝胶包被作为一层薄的水凝胶来改变物质的表面性质，这可能会改变细胞附着的能力，但不会改变物质的硬度。

14、应该选择哪种培养方法？

VitroGel水凝胶系统适用于许多应用。该水凝胶适用于多种培养方法，如3D细胞培养，2D包被法，静态悬浮培养，水凝胶珠法，也可用作可注射载体。

3D细胞培养：在水凝胶基质中进行完整的细胞包埋，增强细胞-水凝胶基质的相互作用

2D包被法：允许细胞与功能性水凝胶物质相互作用/浸没到功能性水凝胶物质中，并保持良好的表面暴露在顶部培养基中。这种方法非常适合在传统的2D培养和3D细胞包埋培养之间架起桥梁。

静态悬浮培养：这是VitroGel水凝胶系统的独特培养方法。通过简单地混合VitroGel溶液和细胞以形成软水凝胶，研究人员可以进一步直接将水凝胶-细胞混合物与其他培养基混合，以制成水凝胶-细胞悬浮液。这种方法非常适合悬浮和放大培养。

水凝胶珠法：水凝胶溶液可以与细胞混合形成软水凝胶，然后可以作为液滴添加到细胞培养基中，形成水凝胶-细胞珠。这种培养方法不仅将细胞包埋在水凝胶基质内以增强细胞-基质相互作用，而且还允许整个水凝胶-细胞珠在细胞培养基中悬浮，以实现Z佳的培养基渗透。研究人员可以通过改变添加到培养基中的液滴的体积来调整水凝胶珠的大小。

注射用载体：只需在室温下将水凝胶溶液与细胞/化合物混合，水凝胶在20min内即可注射。在机械剪切力(例如通过注射器注射）下，水凝胶经过凝胶-溶胶过渡并变为自由流动状态。然而，一旦剪切力停止，水凝胶的机械强度可以通过溶胶–凝胶转变迅速恢复并再次成为水凝胶状态。具有这种可注射的性质，VitroGel可用于体内细胞/药物递送，用于细胞治疗或控释。

15、VitroGel在体内研究中是否具有生物相容性？

可以，研究人员可以在20 min内用无酶、即用的VitroGel Cell Recovery Solution轻松收获细胞。VitroGelCell Recovery Solution室温下稳定，pH为中性，工作温度为37℃。VitroGel Cell Recovery Solution在回收过程中可保持较高的细胞活力。收获的细胞可以进一步进行2D和3D传代培养。

16、是否应该使用特定类型的细胞培养板？

不需要特定的培养板。任何常规的组织培养处理板都可以使用。

17、VitroGel的孔径大小是多少？

VitroGel的孔径约为200~500 nm。水凝胶具有弹性、柔软性，因此细胞可以将水凝胶基质顶出，分子可以很容易地穿透水凝胶基质。

18、即用型水凝胶的弹性模量是多少？

即用型VitroGel的弹性模量约为100-300 Pa。请记住，弹性模量(G’)是用动态流变仪测试的。G '不同于刚度(杨氏模量)。G '和刚度之间的简单转换是1：3(100 Pa的G '约为300 Pa的刚度)。因此，即用型VitroGel的刚度约为300-900 Pa。

19、高浓度/不同稀释倍数的VitroGel的弹性模量是多少？

对于VitroGel高浓度水凝胶，通过VitroGel Dilution Solution改变水凝胶浓度，弹性模量(G')可在10-4000Pa范围内进行调节。G'在1：0稀释约为4000 Pa，1：1稀释约为1200-2000 Pa，1：2稀释约为600-1000 Pa，1：3稀释约为200-500 Pa;高于1：3的稀释度为500 Pa。

20、不同型号的VitroGel有什么不同？

VitroGel ORGANOID有四种不同的型号，它们由不同的生物功能配体、机械强度和降解性组成，以满足不同的类器官培养条件的需要。

21、不同型号的VitroGel的机械强度有什么不同？

不同VitroGel ORGANOID水凝胶的机械强度顺序如下：

VitroGel ORGANOID-3 > VitroGel ORGANOID-4≥ VitroGel ORGANOID-2 >VitroGel ORGANOID-1.

22、应该选择哪种类型的VitroGel ORGANOID水凝胶？

VitroGel ORGANOID Discovery Kit包括4种不同配方的1~4型VitroGel ORGANOID，这些水凝胶具有不同的生物功能配体、机械强度和可降解性，以满足不同类器官培养条件的需要。由于类器官有来自干细胞、患者来源组织、共培养和PDX的广泛细胞资源，因此很难判断哪种类器官水凝胶Z适合研究人员的实验。因此，VitroGelORGANOID Discovery Kit有助于进行4种不同配方的快速筛选并确定后续实验的Z佳型号。根据我们研究发现，1、2或3型适用于胃类器官。1或3型适用于肺类器官。2或3型适用于脑类器官，3或4型适用于癌症类器官。尽管如此，仍然建议使用Discovery kit进行快速筛选，找到Z适合研究目标类型的水凝胶。