研究发现氮化镓的表面结构影响细胞行为

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北卡罗来纳州立大学的研究人员已经确定了氮化镓（GaN）材料的表面纹理可以影响附近细胞的健康状况。这项工作很重要，因为GaN是开发可以控制蜂窝行为的新设备的兴趣材料。

Gan材料具有独特的物业套件，使其成为生物电子设备的可行候选人：您可以调整材料表面上的电荷;材料不容易降低像体如身体的水性环境;他们是无毒的。

“虽然活细胞可以在氮化镓存在的情况下存活，但我们想知道，我们是否可以通过改变氮化镓材料的构成来影响细胞的行为，”北卡罗来纳州立大学博士生帕特里克·斯奈德(Patrick Snyder)说，他是一篇有关这项工作的论文的主要作者。“基本上，我们想知道对GaN进行工程处理是否会影响周围细胞的健康和新陈代谢。”

为此，研究人员测试了三种不同的材料：GaN，以及铝镓 - A1的铝镓的两种变化_0．8遗传算法_0．2n和al._0．7遗传算法_０．３研究人员操纵了材料的表面，创造出粗糙和光滑的两种版本。最后，研究人员修改了材料的表面化学，使其对水的吸引力或多或少-亲水或疏水，分别。

例如，GaN材料有六种类型:疏水、亲水和未改性的粗GaN;疏水性、亲水性和未修饰的光滑GaN。这同样适用于两种海藻酸盐的组成。

然后，研究人员使用不同的氮化镓材料作为基质来生长PC12细胞——这是一种已经被研究得很透彻的模型细胞。

在为期七天的实验中，研究人员监测细胞培养，以跟踪细胞的健康和新陈代谢。

“我们发现粗糙纹理的AlGaN组合物在细胞环境中释放出更多镓，”斯奈德说。“虽然这没有杀死细胞，但它确实导致代谢变化。”

“这告诉我们材料的地形事项，并且可以影响蜂窝行为，”NC州和本文共同协调教授的材料科学与工程教授Albena Ivanisevic说。“这项工作表明，散装材料的表面纹理 - 如用于创造设备的散装材料 - 可以对我们以前在纳米级材料中看到的内容具有类似的效果。”

本文，“纳米尺度形貌、半导体极性和表面功能化:添加剂和协同作用对PC12细胞行为的影响，“在线在线发布RSC进步。本文由南卡蒙特材料科学与工程助理教授Ramon Collazo共同撰写;和ronny kirste是一个博士后研究员，该研究人员也隶属于adroit材料。授予W911NF-15-1-0375的美国陆军研究办公室支持的工作;并由国家科学基金会授予DMR-1312582。

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编辑注：研究摘要跟随。

“纳米级地形，半导体极性和表面官能化：PC12细胞行为的添加剂和合作效应”

作者：Patrick J. Snyder，Ramon Collazo和北卡罗来纳州立大学Albena Ivanisevic;Ronny Kirste，北卡罗来纳州立大学和Adroit材料

发表：10月10日，RSC进步

迪伊：10.1039 / C6RA21936E

抽象的：这项工作比较了PC12细胞对平面和图案化III-氮化物材料的行为与纳米结构的拓扑。研究了含有N-极性和GA极地区域的三种不同材料的组合物：Al_0．8遗传算法_0．2n，al._0．7遗传算法_０．３n，和gan。表面显微镜和光谱，以及生物测定用于了解纳米镜特征，极性和表面官能化之间的连接。使用基于溶液的方法改变所有材料以改变它们的表面组成。结果表明，除了相对于飞机的极性和地形观察到的合作效应之外，还可以使用改变表面疏水性来产生添加剂效应。该工作还细节细胞培养基中从清洁和官能化的纳米结构III - 极性和N极半导体中释放金属离子的差异，以及通过定量细胞活力和反应性氧物种的产生与细胞响应变化的关系。我们的结果表明，纳米级地形可以与小区半导体界面处的附加参数相关联，以便理解和调制PC12单元格行为。