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在有褶皱的石墨烯上进行的细胞培养

在有褶皱的石墨烯上进行的细胞培养

  • 分类:新闻中心
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  • 来源:
  • 发布时间:2019-04-12
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【概要描述】布朗大学(BrownUniversity)的研究者,利用在石墨烯薄片上引入微小褶皱的方法,研究出新型的具有特定结构的表面,以用于在实验室中培养细胞,该结构化表面更好地模拟了细胞在体内的复杂生长环境。

在有褶皱的石墨烯上进行的细胞培养

【概要描述】布朗大学(BrownUniversity)的研究者,利用在石墨烯薄片上引入微小褶皱的方法,研究出新型的具有特定结构的表面,以用于在实验室中培养细胞,该结构化表面更好地模拟了细胞在体内的复杂生长环境。

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布朗大学(BrownUniversity)的研究者,利用在石墨烯薄片上引入微小褶皱的方法,研究出新型的具有特定结构的表面,以用于在实验室中培养细胞,该结构化表面更好地模拟了细胞在体内的复杂生长环境。

传统意义上,实验室中的细胞培养是在培养皿或者其它平坦表面上进行的。但是,在体内,细胞是在相当复杂的环境中生长的。研究已经发现,一个细胞周围的物理环境会影响其形状、生理机能,甚至其对基因的表达。这一发现使得科学家们近十年来一直寻找在稍微复杂一些的实验室装置中培养细胞的方法。

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然而,制备结构小到与细胞的尺寸接近的表面并不容易。于是,布朗大学的研究小组将目光转向了纳米技术世界的宠儿——石墨烯,这种碳纳米材料。研究者们利用分散到溶液中并被轻涂于橡胶态硅质基片上的氧化石墨烯来制备他们的结构表面。在涂上石墨烯之前,拉力被施加到基片上,将它像橡皮筋一样拉长。石墨烯干燥之后,拉力被释放,基片回到正常的尺寸。当这发生时,微小褶皱——只有几微米高,间距也只有几微米的山脊——在基片上的石墨烯层形成了。

“我们刚刚才开始意识到可以利用这种只有单原子层厚度且柔韧的基础结构来制备新材料和新装置的各种崭新方法。”—— Robert Hurt,“碳”期刊(Carbon)主编。褶皱的尺寸可以通过石墨烯溶液的浓度和基片被拉伸的程度来控制。更浓的溶液会增大褶皱山脊间的空隙。更大程度的拉伸会增加褶皱的高度。“其他方法更费体力”,Kiani说,“用这种方法,你可以拿一个很长的橡胶基片,把它拉长,然后立刻放上很多液滴。”这条长的缎带可以被切成若干小的长方形,然后放在多孔板里供实验使用。一旦获得了褶皱表面,研究者们下一步就是看这些褶皱是否会影响在上面培养的细胞的生长。在这项近期发表于“碳”期刊(Carbon)的研究中,研究小组分别在平坦的和褶皱的石墨烯薄片上生长人成纤维细胞和鼠成纤维细胞(成纤维细胞参与伤口愈合)。该研究揭示了细胞在各种表面上生长的显著不同。在体内,成纤维细胞在结缔组织的角落和缝隙处生长。它们倾向于具有细长的外表,就像在石墨烯褶皱间生长的细胞一样。

Wong说,这些表面也可以被用于在实验室中进行药物测试,或者也许可以用作可移植组织支架或神经植入物的仿生表面。“这是石墨烯的一项新的应用”,Hurt说,“我们刚刚才开始意识到可以利用这种只有单原子层厚度且柔韧的基础结构来制备新材料和新装置的各种崭新方法。”

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