[中科院]化學所發(fā)展了誘導細胞梯度快速產(chǎn)生的生物粘附可控界面

【資料簡介】

細胞梯度作為生命體系的典型特征之一，對胚胎發(fā)育、組織工程和醫(yī)用植入材料等學科的研究具有重要的意義。但是，到目前為止，通過制備生物粘附可控界面來實現(xiàn)細胞梯度的快速有效產(chǎn)生仍然具有一定挑戰(zhàn)。在*、國家自然科學基金委和*的大力支持下，*化學研究所有機固體院重點實驗室的科研人員，在細胞梯度和粘附可控方面取得了新進展。

　　在前期的研究工作中，受細胞表面納米偽足的啟發(fā)，研究人員發(fā)展了一系列三維納米結(jié)構(gòu)界面，如硅納米線、分形金納米結(jié)構(gòu)和聚苯乙烯軟納米線等。基于細胞表面與三維納米結(jié)構(gòu)間存在的拓撲相互作用，這些設計的生物界面可以實現(xiàn)血液中癌細胞的捕獲和粘附調(diào)控(Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 3084；Adv. Mater. 2011, 23, 4376；Adv. Mater. 2013, 25, 922; J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 7603; Adv. Mater.2013, 25, 3566; NPG Asia Materials. 2013, 5, e63)。

　　zui近，為了解決傳統(tǒng)三維納米基片的不透明性，科研人員發(fā)展了一種水下透明納米材料的簡單制備方法。他們以煙灰為模板，構(gòu)筑了一種新型的具有分形結(jié)構(gòu)的納米二氧化硅涂層。研究結(jié)果表明，這種納米涂層不僅可以非常有效地從血液中直接捕獲循環(huán)腫瘤細胞，并且其具有水下高度透明的特性，可以通過簡單的光學顯微技術實現(xiàn)對捕獲的循環(huán)腫瘤細胞實時監(jiān)測（Adv. Healthc. Mater. 2013, 3, 332）。

　　進一步的，研究人員通過梯度沉積法，在普通的玻璃表面上構(gòu)筑了一種具有梯度結(jié)構(gòu)的分形納米二氧化硅涂層。研究結(jié)果表明：由于二氧化硅涂層的納米拓撲梯度結(jié)構(gòu)，細胞對基底的粘附性將沿著納米梯度表面而增加。這樣，僅僅在細胞培養(yǎng)的30分鐘之后，就實行了細胞梯度快速而有效的產(chǎn)生。這一產(chǎn)生細胞梯度的方法與以往的不同之處在于：它不需要任何化學分子的修飾，僅僅依靠納米拓撲結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)對細胞粘附的調(diào)控。這一誘導細胞梯度產(chǎn)生的方法具有操作簡單和可適用于多種材料（如鋁片和鈦板等）的特點，為粘附可控納米界面的設計提供了很好的理論指導。相關成果發(fā)表在《德國應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed ，2014, 53, 2915）上。