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生物传感器具有灵敏度高、选择性好、易操作等特点，已经广泛应用于医学、环境监测、食品安全、军事等领域。细胞传感器是生物传感器研究中的一个重要分支，以活细胞作为研究对象或敏感元件，通过信号转换获得细胞的功能信息和待测物的性质。构建具有良好稳定性和生物兼容性，有利于细胞生长和检测的传感界面是研制细胞生物传感器的关键因素之一。本文通过设计几种不同的化学界面固定细胞并保持细胞的生长活性，采用电化学阻谱、石英晶体微天平、SEM成像等方法研究了成骨生长肽(Osteogenic Growth Peptide，OGP)碳端5肽(OGP(10-14))对成骨细胞在不同界面粘附和增殖的刺激作用。论文主要包括以下三个部分：
(1)通过细胞阻抗传感器的方法研究了OGP(10-14)对成骨细胞粘附、铺展和增殖过程的刺激作用。通过共沉积的方法在玻碳电极表面制备了具有良好生物兼容性的cMWCNTs-Chitosan-SiO2溶胶凝胶膜，为细胞的粘附和铺展提供了一个具有多层次、多孔的微环境。电化学阻抗传感器检测细胞发现检测的阻抗值与粘附到修饰电极表面的细胞数的对数呈线性关系，其线性范围是5×103-5×108cell·mL-1，检出限为1.8×103 cell·mL-1。当OGP(10-14)以其最佳作用浓度10-12 M出现在电极表面时，使得1×105 cell·mL-1细胞在电极表面完全铺展所需的时间比没有OGP(10-14)的情况下提前了约2 h。在同样的条件下将细胞在修饰电极表面培养三天，5肽的刺激使细胞的数目从1×105 cell·mL-1增长到264×106 cell·mL-1，而没有5肽刺激的条件下细胞数仅从1×105 cell·mL-1增长到了9.54×105 cell·mL-1。结果表明有机-无机纳米复合材料可以为细胞的粘附生长提供良好的环境，OGP(10-14)在该化学环境中对成骨细胞的细胞行为具有良好的刺激作用。
(2)运用石英晶体微天平(Quatz Crystal Microbalance，QCM)研究了OGP(10-14)修饰的PEG衍生物自组装界面对成骨细胞粘附和铺展过程的影响。首先我们构建了具有不同比例PEG衍生物(MPO、MPA)的自组装膜界面，再通过马来酰亚胺的桥联作用将N-端修饰半胱氨酸的OGP(10-14)修饰到界面上。采用ATR-FITR和XPS对界面的修饰进行了表征，并通过QCM检测和荧光显微镜的观察发现。实验结果表明，摩尔比MPO：MPA为50:1的溶液形成的自组装膜界面对成骨细胞具有较好的抗细胞非特异性吸附性能，在此界面上修饰OGP(10-14)后能对成骨细胞产生特异性吸附。而对Hela细胞在相同界面粘附情况的观察发现，它在修饰OGP(10-14)前后的两种界面上，细胞的粘附量都比较小，说明OGP(10-14)修饰的PEG衍生物界面既具有抵抗成骨细胞非特异性吸附的性能，又能有效促进成骨细胞在界面的特异性粘附。
(3)制备了具有抗细胞非特异性吸附性的纳米金，并通过马来酰亚胺的桥联作用将N.端修饰半胱氨酸的OGP(10-14)进一步修饰到金纳米表面，采用ATR-FTIR表征了金纳米的修饰过程。通过TEM、DLS、zeta电势和UV的方法对修饰前后金纳米的粒径和稳定性进行了分析。发现PEG衍生物的修饰让金纳米表面带上了较强的负电荷，使金纳米在细胞培养基中具有良好的稳定性。并且修饰过程中金纳米的粒径没有明显的变化。通过SEM观察了PEG-AuNPs和OGP-PEG-AuNPs两种金纳米标记成骨细胞和Hela细胞的情况。发现只有在OGP-PEG-AuNPs与成骨细胞共孵育的情况下，在细胞膜表面发现了金纳米粒子，说明我们所制备的金纳米粒子具有良好的特异性吸附能力；OGP-PEG-AuNPs与成骨细胞发生了特异性的结合作用，可能与成骨细胞表面的未知OGP受体的识别作用相关。