新技术使研究人员更接近新型氮化镓生物传感器
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来自北卡罗来纳州立大学的研究人员已经发现一种将肽与氮化镓（GaN）表面结合的方式，即使在暴露于水和辐射时也使肽保持稳定。该发现移动研究人员更接近开发用于医疗和生物研究应用的新型生物传感器的一步。
氮化镓是一种生物相容性材料，暴露在辐射下会发出荧光或发光。研究人员对利用这一特性制造生物传感器感兴趣，这些传感器可以在生物环境中感知特定分子或“分析物”。
为了制造氮化镓生物传感器，需要在氮化镓表面涂上肽链，这些肽链通过化学方式与材料表面结合。这些多肽会通过与分子结合对特定分析物的存在作出反应。
该想法是，当暴露于辐射时，GaN发出的光的强度将根据与表面上肽结合的分析物的数量而改变。这将允许研究人员和临床医生在生物系统中监测不同分子的存在。但这并不简单。
“开发氮化镓生物传感器的一个关键挑战是找到一种将肽结合到氮化镓表面的技术，使肽暴露于水环境(如细胞)和辐射时保持稳定。”北卡罗来纳州立大学材料科学与工程副教授、该研究论文的资深作者Albena Ivanisevic博士说。“现在我们做到了。”
“我们使用了一个两步结合肽的过程，”诺拉·伯格解释道，她是北卡罗来纳州立大学的博士生，也是该论文的主要作者。“首先，我们使用磷酸和磷酸的组合来蚀刻氮化镓，并在表面创造一个稳定的‘帽’。然后，我们能够将相关肽连接到帽中的膦酸上。”
为了确定肽的稳定性，研究人员将涂覆的GaN放入水溶液中，然后将溶液置于模拟动物组织的“幻象材料”中。然后将GaN，溶液和幻像材料暴露于高水平的辐射，超出临床环境中的预期。然后评估该材料以查看肽或GaN本身是否存在任何降解。
“肽留在了表面，”Berg说。“水溶液导致在表面形成氧化层，但没有迹象表明这将影响肽的功能。”
伊万尼塞维奇说:“既然我们已经证明了这种方法可以让我们在这种材料上创建功能性的、稳定的肽涂层，我们正在向前发展一种粒子配置——这将是可注射的。”“这将为这种材料的传感能力的体外测试打开大门。”
纸”,溶液中电离辐射前后肽修饰氮化镓的表面表征的文章于12月5日在线发表在该杂志上朗缪尔．该论文由北卡罗来纳州立大学放射生物学和肿瘤学助理教授迈克尔·诺兰博士和北卡罗来纳州立大学电气工程研究教授塔尼亚·帕斯科娃博士共同撰写。
希普曼-
编辑:研究摘要如下。
用肽在溶液中暴露于电离辐射之前和之后用肽改性氮化镓的表面表征“
作者: Nora G. Berg, Michael W. Nolan, Tania Paskova，和Albena Ivanisevic，北卡罗来纳州立大学
发表：2014年12月5日在线，朗缪尔
DOI：10.1021 / LA5040245
文摘:氮化镓的水表面改性被用来附着生物分子到表面。改性是一个简单的两步过程，使用一个单一的连接分子和温和的温度。用x射线光电子能谱证实了肽在表面的存在。随后，将样品置于水浴中，并暴露于电离辐射中，以检测辐射对与人体相似的环境中的材料的影响。表面分析证实了氮化镓在水中辐照后的表面降解;然而，肽分子在暴露于电离辐射后成功地留在了表面。我们假设在样品的辐射暴露期间，水的辐射分解在样品表面产生过氧化物和其他活性物质。过氧化物暴露促进形成更稳定的氧化镓层，它钝化表面比其他氧化物更好。
