【摘 要】
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(引言)近年来,纳米碳材料(碳点和石墨烯量子点)因其具有良好的荧光特性和生物相容性在生物医学领域得到关注和发展[1,2]。氮原子具有和碳原子相近的尺寸,并且其价电子易于与碳原子形成碳氮键,被广泛用于改性石墨烯量子点材料,以提高其荧光性能[3-5]。已有研究表明氮掺杂石墨烯量子点材料是可用于细胞成像的理想材料,但是其与干细胞之间相互作用以及其促干细胞谱系分化的能力却鲜有报道[3,4]。因此,本研究旨
【机 构】
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中国科学院上海硅酸盐研究所,上海 200050;中国科学院大学,北京 100049 中国科学院上海
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(引言)近年来,纳米碳材料(碳点和石墨烯量子点)因其具有良好的荧光特性和生物相容性在生物医学领域得到关注和发展[1,2]。氮原子具有和碳原子相近的尺寸,并且其价电子易于与碳原子形成碳氮键,被广泛用于改性石墨烯量子点材料,以提高其荧光性能[3-5]。已有研究表明氮掺杂石墨烯量子点材料是可用于细胞成像的理想材料,但是其与干细胞之间相互作用以及其促干细胞谱系分化的能力却鲜有报道[3,4]。因此,本研究旨在探究氮掺杂石墨烯量子点材料与干细胞的相互作用行为,并发掘其在生物领域的应用潜能。(材料与方法)采用改良Hummers法制备氧化石墨烯,并以氧化石墨烯为碳源,氨水为氮源,通过水热反应法一步制备氮掺杂石墨烯量子点材料。通过FTIR、TEM、XPS 等方法对氮掺杂石墨烯量子点的化学组成以及微观结构进行表征。将不同浓度的氮掺杂石墨烯量子点与间充质干细胞共同培养,考察其细胞毒性,并进一步探究其促成骨分化潜能。(结果与讨论)实验结果表明,氮掺杂石墨烯量子点的细胞毒性和血液相容性具有明显的浓度依赖性,经过高浓度,较长时间与间充质干细胞的共同培养,细胞的增值率受到明显抑制。氮掺杂石墨烯量子点的本征荧光效应可以在无其他化学染液的添加下,良好的实现细胞成像功能。此外,在与间充质干细胞共同培养后发现,细胞内碱性磷酸酶的表达量明显上调,细胞外基质的矿化程度明显提高。(结论)在一定的浓度条件下,氮掺杂石墨烯量子点材料表现出良好的生物相容性,可以实现细胞成像功能,并且具有良好的促干细胞成骨分化潜力,使得我们可以从一个新的视角来看待氮掺杂石墨烯量子点的生物医学应用范围。
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