一、Culture of neural cells on silicon wafer with nano-topography（论文文献综述）
孔金龙[1]（2021）在《纳米结构基底与细胞间相互作用对细胞行为及捕获的影响》文中指出恶性肿瘤即癌症仍是目前难以根治的疾病,恶性肿瘤的无限增殖和极强的转移特性是其致命的主要原因,严重的危害着人类生命健康。循环肿瘤细胞（CTCs）是近十几年来研究应用的仅有的几个新型肿瘤分子标志物之一,可用于癌症检测,确诊和预后监控。但是基于抗体分离技术的临床应用因为不同细胞的靶抗原表达的异质性和差异性而受到限制。近年来随着纳米科学技术的发展以及组织工程学的进一步完善,许多纳米材料的研究已经逐步应用到生物医学、环境科学等多个领域。已有研究表明特定宽深比的纳米结构生长的基底表面是研究细胞过程并设计新颖的设备来控制细胞行为的有前途的工具,细胞和纳米结构基底之间的相互作用可以模拟肿瘤的生长所处的微环境,而微环境中的力学特性的改变和细胞的各种行为之间存在着一定联系。因此,有必要充分了解纳米材料的结构以及纳米材料细胞生长过程中的耦合关系,以充分利用其独特的特性。本论文通过等离子聚合技术制备了两种不同结构的纳米森林阵列,以HeLa细胞为例,研究了不同力学特性下的纳米阵列对与癌细胞捕获能力的影响,实验与有限元模拟数据显示本研究中制备的两种硅纳米森林阵列可对细胞进行不同弯曲特性的力学响应,从而产生不同力学刺激;随后评价了基底与癌细胞之间的相互作用对于细胞活性以及细胞行为的影响,结果表明硅纳米森林阵列改变了HeLa细胞粘附形态和迁移行为,NCW基底和NFCW基底对比普通硅片增大了2-3倍的细胞捕获效率,并且减少了20-30%细胞迁移效率;最后通过粘附蛋白Vinculin的表达分析了基底和细胞间的相互耦合作用,结果表明NCW基底Vinculin的表达数量是其他组的1.7-2倍,所以本研究分析Vinculin的高表达是NCW基底增强细胞捕获能力并且减少细胞迁移行为的主要原因。综上所述,纳米结构可以作为分离CTCs的有前途的方法,并与表面标记物的表达或CTCs的大小无关。本文所制备的一种特定纳米尺度形貌的硅纳米阵列可以增强与细胞之间的相互作用,可以在不另外使用捕获抗体的情况下提高细胞捕获效率,同时可以提供良好的生物相容性,保证捕获细胞的活性,有利于捕获细胞的后续检测表征。这项研究采选择出了一种优化的纳米形貌,为进一步改善细胞捕获效率提供有用的信息,这也为纳米基底的临床应用和癌症治疗提供了一些帮助。
韩芳[2]（2021）在《无线电刺激诱导神经干细胞定向分化的研究》文中认为神经干细胞具有自我更新和分化潜能,是组织再生的种子细胞来源。针对以神经元缺失为特征的神经退行性疾病,神经干细胞移植治疗是一种很有潜力的新型治疗手段,这主要依赖于如何诱导神经干细胞分化成神经元,并提高定向分化效率。电活动在干细胞的迁移、增殖和分化过程中起着重要的作用。因此,电刺激在调节用于神经组织工程的导电支架上干细胞行为方面具有显着的优势。神经组织工程导电支架主要包括碳基支架和聚合物支架。在众多的导电支架中,石墨烯材料以其良好的生物相容性,优异的导电性,独特的拓扑结构和较大的比表面积,并且能诱导神经干细胞分化,而广泛地应用于生物医学领域。再者,导电水凝胶因其质地柔软,与细胞外基质类似,生物相容性良好和导电等优点,而迅速在组织工程领域中得以重视。研究表明,电刺激可以促进神经元分化和神经突发育,从而促进神经系统的再生。本文系统总结报告二类导电支架,以实现无线电刺激增强神经干细胞向神经元分化。通过化学气相沉积法设计并生长导电环形石墨烯,通过聚苯胺（Pani）及甲基丙烯酸酐化的明胶（GelMA）来合成GelMA-Pani环形导电水凝胶,然后将其用作次级线圈,通过电磁感应来实现无线电刺激。导电材料对具有高生存力的神经干细胞培养显示出良好的生物相容性。结果表明,施加的无线电刺激并未显着影响细胞活性和干性维持,但增强了神经干细胞的神经元分化并促进了神经元的形成,神经元分化比例上调2.41±0.09倍。总体上,这样的系统提供了用于实现神经再生医学的无线电刺激和导电支架协同作用的策略,并且可以进一步应用于其他组织再生。
黄利[3]（2020）在《丝素蛋白仿生组织工程支架的成型、结构与性能研究》文中研究表明在临床上,由于肿瘤切除、外伤、先天畸形等软组织损伤而导致的凹陷畸形会对患者的容貌及活动功能产生严重的影响,进而严重影响其心理健康和生活质量。因此,皮肤、脂肪、肌肉等这一类软组织的修复和重构已成为整形外科的重要问题之一,对提升患者的健康和生活质量意义重大。缺损所致的凹陷畸形若用组织或生物材料填充,能够克服组织供体有限,避免组织移植带来的免疫排斥、感染等问题。用于软组织修复和重建的支架需要具有与组织部位相匹配的结构与功能,从而有望实现对不同组织部位的个性化修复。因此,构建具有合适的力学性能、生物相容性、体内降解性和复杂仿生组织结构的生物材料支架,具有重要的意义。再生丝素蛋白（RSF）是从天然蚕丝中提取的蛋白质,具有良好的生物相容性和优异的力学性能,因此利用RSF为原料制备仿生组织工程支架具有巨大的应用潜力。利用传统的冷冻干燥、静电纺丝等方法所制备的支架材料存在结构简单、仿生程度不高的缺点。如何利用新技术实现RSF组织工程支架高仿生性制备仍存在巨大挑战。本文以RSF为基本原料,首先基于冰晶模板调控静电纺丝纤维支架孔尺寸的机制,利用梯度低温接收静电纺丝技术实现了梯度结构仿生支架的构建。其次,分析了纳米纤维网络对水凝胶增强作用机制,通过3D打印技术构建了RSF基多级孔结构个性化支架,提高了RSF基支架的仿生程度和力学性能。再次,考察了氧化纤维素纳米纤维改善墨水流变行为的作用机制,简化了RSF基打印墨水的成分,建立了基于3D打印技术构建具有各向异性结构仿生支架的新方法。最后,提出了高性能双网络水凝胶的设计思路,在RSF基水凝胶中引入共价交联的合成聚合物弹性网络,通过3D打印技术构建了RSF基水凝胶应变传感器,揭示了微米级纤维对水凝胶应变传感功能的影响,探究了RSF基3D打印支架在组织工程柔性传感领域的应用。（1）传统静电纺丝RSF纤维支架结构致密,孔尺寸小,阻碍了细胞渗透及营养物质、代谢废物传输。受水结冰过程的启发,建立了利用梯度低温场接收静电纺丝调控RSF纤维支架孔尺寸新方法。在低温板接收静电纺丝过程中,通过对纺丝环境相对湿度的调节发现,相对湿度为（50?3）%时,RSF纤维支架孔尺寸达到15.9?23.1μm,相比于传统纤维支架显着增大,且纤维形貌好;通过对接收板温度的调节,发现在相对较高的低温（-50℃）接收条件下,纤维表面会形成毫米尺度的更大孔结构。在此基础上,进一步通过调节接收温度等条件制备了孔尺寸在6?50μm范围梯度变化的RSF静电纺3D纤维支架。通过L929细胞的培养发现,传统的RSF纤维毡上细胞分布于表层,在RSF低温静电纺3D纤维支架上,L929细胞能够明显地向支架内部渗透生长。因此,通过多级温度场静电纺工艺可将传统静电纺小孔支架与低温静电纺大孔支架结合,从而制备孔径梯度变化的RSF仿生纤维支架,在人体全层皮肤修复中具有应用潜力。（2）静电纺丝的梯度多孔纤维支架,在一定程度上能够模拟比较简单组织的细胞外基质结构（ECM）,但是无法作为较复杂结构组织修复用支架。因此,为了进一步构建仿生度更高的组织工程支架,利用挤出式3D打印技术对RSF基墨水成型,以期构建出与天然组织机械性能相匹配、有仿生结构的水凝胶支架。以RSF/明胶作为基础墨水,通过向其中加入少量的细菌纤维素纳米纤维（BCNFs）,一方面,提高RSF/明胶混合墨水的可打印性,获得高保真度的打印支架;另一方面,提高打印支架的力学强度。随着RSF/明胶墨水中BCNFs添加量从0wt%增加到1.4 wt%,打印线条拉伸测试的杨氏模量从（315.3±104.4）k Pa提高到（1627.8±433.4）k Pa。从打印效果来看,虽然随着RSF/明胶墨水中BCNFs含量增加,打印支架保真度提高,但是混合墨水中过多的BCNFs含量会导致打印针头频繁堵塞,打印分辨率降低,打印支架保真度下降。所以,当RSF/明胶墨水中BCNF含量为0.7wt%时,打印支架保真度最高,且在30%压缩应变时压缩强度相对于空白对照组提高了2倍。BCNFs-0.7wt%的压缩弹性模量为（186.5?20.2）k Pa,符合人体某些软组织弹性模量要求。另外,在RSF/明胶/BCNFs的打印支架中,BCNFs形成三维网络结构,使得RSF/明胶/BCNFs打印支架具有良好的压缩回弹性。而且,BCNFs与RSF/明胶分子链之间形成大量的氢键,通过氢键的破坏,可耗散压缩过程中的部分能量,使BCNFs-0.7wt%打印支架的耗散能达3.7 k Jm-3。RSF/明胶/BCNFs水凝胶打印支架经过冷冻干燥后,BCNFs使得打印线条中形成相互贯通的微孔结构（10?20μm）,结合打印调控的线条间大孔结构（300?600μm）,从而获得具有多级孔结构支架,这种多级孔支架对细胞渗透生长、组织再生具有明显的促进作用。因此,在3D打印水凝胶中引入少量纳米纤维,可打印出高性能的多级孔仿生支架,从而有望应用于复杂软组织的修复重建。（3）RSF/明胶/BCNFs打印支架需要经过额外的后处理对其中的RSF/明胶进行交联。为了简化打印墨水的成分及改进交联方法,本文进一步探究了无明胶添加时,利用四甲基六氢吡啶氧化物（TEMPO）氧化处理的细菌纤维素（OBC）纳米纤维来增稠RSF溶液,进而制备一种更加简单的二元可打印水凝胶墨水,并利用辣根过氧化物酶/双氧水（HRP/H2O2）催化交联RSF分子链上的酪氨酸获得3D打印的RSF/OBC水凝胶支架。红外光谱结果表明,HRP/H2O2催化RSF交联后,RSF主要以无规卷曲结构存在,所得水凝胶因此弹性较好。OBC纳米纤维一方面改善了RSF的流变性能,增加了RSF/OBC墨水的可打印性和打印精度,另一方面提高了RSF水凝胶支架的力学强度。其中,RSF/OBC在质量比为1/1时,水凝胶的最大压缩强度可达（267.0?13.0）k Pa,压缩应变超过50%。RSF/OBC墨水中OBC纳米纤维通过打印针头剪切后,会沿着打印线条长轴方向发生一定程度的取向排列,1RSF-1OBC的打印线条中OBC纳米纤维的取向度达到60%。肺上皮干细胞在1RSF-1OBC的打印支架上能够大量增殖,并且能够沿着打印线条上OBC纳米纤维排列方向定向生长。培养一周后,肺上皮干细胞仍然能够维持干性并保持其上皮表型。因此,3D打印的1RSF-1OBC水凝胶支架在肺组织工程再生研究中具有较大的潜力。（4）为了进一步拓展3D打印RSF基水凝胶支架的功能,本论文在RSF水凝胶网络中引入具有生物相容性的共价交联的聚丙烯酰胺（PAM）网络,采用白光交联一步法制备PAM/RSF双网络水凝胶。利用氢氧化钠/尿素低温剥离蚕丝方法制备带负电荷的蚕丝微纤维（SMF）,进而利用SMF与RSF静电相互作用形成物理凝胶聚集体,在PAM中形成物理交联点,从而获得一种高性能的PAM/RSF/SMF双网络水凝胶,其拉伸断裂强度和压缩模量（5%?10%应变）可分别达（256.5?11.5）k Pa和（617.4?67.1）k Pa;断裂伸长率超过500%。一方面SMF可以提高水凝胶的力学强度,另一方面利用RSF/SMF物理凝胶增稠丙烯酰胺单体（AM）溶液,制备出可打印的水凝胶墨水。这种双网络水凝胶在磷酸缓冲生理盐水（PBS）中浸泡后具有良好的离子导电性,具备应变和压力传感功能,使得生物力学刺激环境下的组织再生有望实现在位监测。
吴友恒[4]（2020）在《粘弹性液晶细胞模型的构建及其影响rBMSCs行为的研究》文中指出本研究基于仿生构建原则,选择类似细胞膜粘弹性特征的液晶态软物质--羟丙基纤维素酯类液晶作为细胞模型体系的基础材料,设计、构建力学性能及表面特性类似于ECM且具有良好细胞亲和性的液晶细胞基底模型,诱导干细胞成骨分化。通过系统探索液晶基底与干细胞的相互作用,理解基底粘弹性和表面特性的改变对干细胞行为及功能的影响。本文首先通过改变液晶化合物结构中刚性/柔性部分组构制备一系列弹性模量可调的液晶基底（CnPC）,并对液晶基底理化性能进行表征;然后系统研究r BMSCs感应液晶基底粘弹性力学刺激引发的系列响应,包括细胞黏附、增殖、极化和骨架形成。通过YAP蛋白核定位和激活以及成骨分化相关标记物ALP、钙结节定性/定量分析揭示r BMSCs响应基底弹性模量变化产生的力学刺激后其成骨分化的效应。为了更好的拓展粘弹性液晶细胞基底模型的应用范围,本研究选择具有优良生物活性的胶原蛋白修饰液晶基底表面,初步研究液晶/I型胶原复合膜对r BMSCs增殖、骨架形成、细胞分化等细胞行为的影响。研究结果表明,本文制备的羟丙基纤维素丁酸酯/己酸酯/辛酸酯三种液晶材料呈现胆甾型液晶相的彩色织构,侧链软段的长度和取代度对液晶材料的有序度及弹性模量有显着影响。液晶化合物作为细胞模型可通过基底粘弹特性诱发的力学刺激影响r BMSCs的系列细胞行为,其中培养于弹性模量大于1000Pa液晶基底的细胞在成骨分化早期YAP蛋白呈现稳定的核定位且持续激活;弹性模量较高的C8PC-2和C8PC-1基底上细胞在成骨中后期ALP及钙结节表达水平有较快的提升,说明r BMSCs对弹性模量较高的液晶基底的力学刺激响应可保持一个持续的过程。羟丙基纤维素辛酸酯液晶与胶原复合后制备的C8PC-1/Col复合液晶基底改变了单纯CnPC液晶基底的表面活性,表面微观结构及弹性模量,C8PC-1/Col复合基底表面生物化学和生物物理信号产生协同效应为细胞生长创造一个良好的微环境,促进细胞的增殖、骨架形成及分化。本文构建的CnPC液晶基底及C8PC-1/Col复合液晶基底为探究液晶粘弹性及表面特性影响细胞行为的相关机制提供了借鉴,对理解软物质细胞模型与细胞的相互作用,以及基底液晶微区和胶原生物活性对细胞行为的贡献提供指导。
夏也[5]（2019）在《细胞传感芯片设计制作及其对细胞中过氧化氢的测试》文中研究指明细胞是生物体形态结构和生理活动的基本单元,通过对细胞的分析检测可以更深入的认识和了解许多生命过程,而细胞代谢产生的过氧化氢在细胞分析中则更是研究的热点之一。活性氧过氧化氢是其中存在相对稳定的,与肿瘤的发生和发展关系最为密切的,利用电化学传感芯片对细胞活性氧过氧化氢进行在线实时监测,将有利于过氧化氢的快速灵敏检测,为抗氧化药物或抗癌药物的筛选提供新方法。本文的研究工作及结果:（1）设计制备nano-Au@铁卟啉的过氧化氢传感界面和H2O2的检测传感芯片。实验选择了石墨烯材料,金纳米粒子、铁卟啉材料作为构建传感芯片的电极修饰材料,通过对H2O2检测研究发现,尽管对石墨烯材料的修饰进行了优化,但是石墨烯材料并不能够提高传感芯片对过氧化氢的灵敏度;进而,选择了金纳米粒子与铁卟啉复合材料作为H2O2电化学传感芯片的修饰材料,拉曼光谱测试证明铁卟啉材料成功修饰在传感芯片表面;利用DPV法成功检测出1×10-6—3×10-5 mol/L的H2O2,R2为0.982。通过对i-t检测电位的优化,选用-0.35V作为检测电位,利用所设计制备的传感芯片,成功检测出1×10-7—1×10-6mol/L的H2O2,R2为0.952。（2）设计制备了集成在线培养、监测及细胞分析于一体的含电极阵列的细胞传感检测芯片。通过对传感界面的修饰,使传感芯片具有较好的生物相容性,能够在传感芯片表面成功培养出Hep3B细胞。利用佛波酯（PMA）刺激在芯片上培养的Hep3B细胞发现,Hep3B细胞在PMA刺激后,前4个小时出现明显的细胞过氧化氢增多现象,电流由-5μA降低至-37μA,而4-6小时之后细胞过氧化氢浓度则逐渐减少,电流由-37μA变化成为-23μA左右,证明传感芯片能够检测出Hep3B细胞释放的过氧化氢,并且能够对过氧化氢产生量进行量化,揭示药物诱导时间与过氧化氢浓度变化的关系。利用MTT实验和荧光标记实验对检测结果进行验证,发现得到的趋势与电化学检测得到的变化关系一致,且电化学检测耗时短,检测方便,证明细胞传感芯片在细胞过氧化氢原位监测中的应用价值。（3）利用含电极阵列的细胞传感检测芯片对刺激后芯片上原位培养的MCF-7细胞产生的过氧化氢进行检测。实验利用DPV法,监测了药物刺激4 h内MCF-7细胞的过氧化氢释放情况,由DPV的还原峰电流发现,药物刺激1 h时电流值由-34.5μA增加至-35μA,药物刺激2 h时MCF-7细胞的过氧化氢释放量减少,还原电流为-32.5μA,在药物刺激3 h时,过氧化氢的还原电流为-10μA,由药物刺激细胞而产生的过氧化氢基本已经消失,MCF-7细胞内部已经基本重新恢复了新的氧化平衡,在药物刺激4h时,MCF-7细胞由药物刺激产生的过氧化氢已经几乎检测不到了,说明PMA对MCF-7细胞的作用时间为4 h。实验揭示了药物诱导时间与过氧化氢浓度的关系,能够对产生的过氧化氢利用电流值进行量化,利用过氧化氢试剂盒,荧光标记法对细胞过氧化氢进行测试分析,发现与电化学传感芯片检测得到的数据一致,证实电化学传感芯片在细胞过氧化氢检测中的应用。
雷亚奎[6]（2019）在《基于硅纳米线的场效应微探针与超柔性径向结光电器件的制备及生物应用研究》文中指出快速的现代化进程加快了人类的生活节奏,并且工作、生活压力的增大也日益损害着人们的健康。而相关生物信号的检测对疾病的监控和预防有着重要的指导作用。其中电信号广泛存在于生物体内,并参与调节细胞的各种行为,为此,从细胞层面出发,深入研究细胞内电信号的变化规律对于理解其作用于细胞及器官行为方式有着重大科学意义。而传统的用于细胞电信号检测的探针则固定于衬底材料表面且为阵列方式排布,检测时依赖于细胞的被动贴附,使细胞无法精确定位从而阻碍了其亚阈值事件的精确测量,并抑制了细胞正常的迁移。基于硅纳米线结构的三维扭结式场效应晶体管（FET）生物探针的出现为实现主动、精确的单细胞探测开辟了新的模式。然而,制备该结构纳米线工艺复杂,且效率低下,无法实现批量生产。为此,本文利用课题组首创的IPSLS自组装纳米线生长技术,通过对纳米线的形貌进行编程,首次实现所需探针形貌纳米线的批量生产。通过调控生长参数,实现纳米线沿预设沟道的稳定生长。并结合光刻、溅射以及超临界干燥等技术,实现在1cm2范围内14个生物探针的规模生产,且成功实现了生物器件的转移和悬空。另一方面,生物体内可植入式电刺激器件通过向机体发出电刺激信号来激励器官或组织响应以恢复正常的生理活动,成为改善生活质量和延长患者生命周期不可或缺的医疗工具。然而,由于此类器件内部供电电池的使用寿命有限,手术更换电池无法避免,增加了痛苦和发病率,甚至有潜在的死亡风险。由于近红外光线能够穿透人体皮肤,研究认为利用光电器件将透过皮肤的光转换为电能即可实现植入式电刺激器件的无电池工作。且小尺寸、无导线、能贴附于体内组织或器官表面直接激励的光电器件成为体内刺激应用的重要发展方向,即要求光电器件具有超柔性和导电性。而导电柔性衬底中的铝箔（AF）具有较高的光学反射率,是作为超柔性且导电的光电器件优异的衬底材料。为此,本文利用铝箔的优异性能,在等离子体增强型化学气相沉积（PECVD）系统中,通过催化剂引导的气-液-固（VLS）生长方式,在超柔性导电铝箔表面生长基于硅纳米线的氢化非晶硅（a-Si:H）薄膜径向结光电器件,探究其与电激励相关的性能,如开路电压和短路电流。结果显示,该器件在一个太阳光照强度下的电压-电流密度曲线表明该光电器件的开路电压（Voc）可达0.67 V,光电流密度（Jsc）为12.7mA/cm2,可满足不同的体内刺激需求。之后将其应用于实验动物（猪）的心脏表面,用于直接起搏心脏跳动。超柔性光电器件在心脏器官表面可形成良好的贴合,并可实现小尺寸的裁剪。光照射超柔性光电器件表面时,电子和空穴分离,使与p型硅纳米线（SiNWs）相连的导电铝箔带有正电,可直接刺激心脏表面,实现原位心脏起搏,而不需要使用导线传输电刺激。当刺激频率大于心脏自身的窦性心律时,即可获得新的起搏点,进而替代窦房结进行起搏控制。初期实验结果表明,相比窦性心律的101次/分钟,刺激后获得了 128次/分钟的起搏频率。本文通过对基于硅纳米线结构的生物探针和纳米光电心脏起搏器的制备、形貌和电学的表征,以及动物实验的深入研究,为扩展硅基纳米线材料在生物方面的应用提供主要的指导方向。本论文的创新点可以归结如下:（1）首次以平面引导方式规模化获得可定向的硅纳米线FET生物微探针;考察硅纳米线在预设引导沟道中的生长情况,并进行参数优化;深度开发纳米线微探针的稳定转移和悬空技术;克服现有细胞内探针技术无法实现定向且批量制备的缺陷;为可主动且精确的单细胞内电生理特性的检测提供基础。（2）首次在铝箔表面制备超柔性非晶硅径向结光电器件用于刺激心脏原位起搏,实现了光电器件在无电池、小尺寸、无导线且能贴附于体内器官表面等情况下的直接激励,拓展了非晶硅径向结太阳能光电器件的应用范围。
马迅[7]（2019）在《可控石墨烯支架对神经祖细胞的生物学研究》文中认为神经祖细胞（Neural Progenitor Cell,NPC）移植结合电刺激技术是一种非常具有应用前景的神经退行性疾病治疗策略,而在细胞移植过程中存在的细胞流动和细胞存活率低等问题可以通过三维细胞支架的使用得到有效解决。拥有良好导电性和生物相容性的三维石墨烯支架可以增加神经细胞的电活动,促进神经干细胞向神经元分化以及神经突起的延长,有望作为NPC支架应用在细胞移植中。然而,三维支架内的NPC分化形成的神经元趋向于沿着骨架生长,难以跨越孔隙形成密集的神经网络,而且目前关于三维支架的骨架尺寸变化对NPC影响的研究还非常少。本论文主要介绍一种依托微纳加工技术制备的可在亚微米级控制尺寸的三维复合石墨烯支架（Three-Dimensional Hybrid Graphene,3D-HG）,支架内的二维石墨烯薄膜可以为神经突起跨孔隙连接提供支撑。研究了3D-HG的复合结构对支架内NPC分化形成神经网络的影响,并利用3D-HG研究了骨架宽度对NPC的尺寸效应,同时通过无线电刺激促进NPC分化来源的神经元突起进一步延长。论文的主要内容分为以下几个方面:（1）3D-HG的制备及其生物学效应:利用磁控溅射、紫外光刻、电镀、等离子刻蚀等微纳加工技术制备出骨架宽度、长度、高度、间隙和形状完全精确可控的三维镍支架,高温键合铜箔后形成铜镍复合催化剂,化学气相沉积生长石墨烯后湿法腐蚀掉铜和镍,形成底部为二维石墨烯薄膜的3D-HG。实验表明3D-HG拥有良好的导电性和生物相容性;当对3D-HG施加电信号时,其内NPC的钙信号活动发生急剧变化,表明3D-HG在作为细胞支架的同时可有效传递外界电信号以影响细胞行为;分化7天后的NPC在3D-HG内形成了跨越多个孔隙的神经网络;此外,扫描电子显微镜结果表明神经细胞的突起可穿透底部二维石墨烯薄膜与支架外的细胞形成连接;NPC分化14天后,免疫荧光实验、Western实验和RT-qPCR实验结果都表明3D-HG内二维石墨烯薄膜的存在明显促进了突触蛋白的表达,有利于神经网络的形成。（2）三维支架内骨架宽度对NPC的尺寸效应:制备具有不同骨架宽度的3D-HG,研究骨架宽度的变化对NPC行为的影响。NPC增殖7天后,EdU细胞增殖检测和WST-1细胞增殖实验结果都表明在骨架宽度大于胞体时,骨架宽度的变化并不会显着影响NPC的增殖。免疫荧光实验结果表明NPC分化7天后,星形胶质细胞分化比例没有显着变化,然而,随着骨架宽度变小,分化形成的星形胶质细胞有更多的突起。同时,免疫荧光实验和RT-qPCR实验结果都表明支架宽度越小,NPC越倾向于向神经元分化。（3）无线感应电刺激对NPC分化行为的影响:利用化学气相沉积法制备石墨烯线圈,当对培养皿外的导电线圈通交流电后,培养皿内的石墨烯圆环由于磁场的变化产生感应电流,感应电流的大小和频率可通过调节外部线圈的电流和频率进行有效控制。利用感应电流刺激石墨烯基底上的NPC,既发挥了石墨烯材料促进神经突起延长的优势,又结合了电刺激对神经突起生长的促进作用,使得NPC分化来源的神经元突起平均长度达296.4±18.9 μm。本研究工作通过细胞生物学、材料学与物理学的交叉应用,构建了新型石墨烯支架,实现了神经网络在三维支架内的跨间隙连接,揭示了骨架宽度和无线感应电刺激对NPC的影响,不仅为探索物理环境对细胞行为的影响提供了有力工具,也为扩展石墨烯材料在组织工程学中的应用提供了新的研究思路。
朱水洪[8]（2019）在《高精度羊毛角蛋白微图案的设计构建及其应用》文中认为近年来,使用微纳米制造工艺构筑基于蛋白质或多肽的高精度空间图案在细胞生物学,组织工程学,药物科学和光电子学等领域具有重要的应用前景。另一方面,羊毛角蛋白作为一种储量很大的天然生物蛋白质,具有优异的水溶性,良好的生物相容性和可控的降解性。但羊毛角蛋白本身通常不能在加工过程中自组装形成凝胶网络或其他不溶形式,限制了羊毛角蛋白的实际应用。本论文首次提出使用羊毛角蛋白（WK）作为结构生物材料来制备高精度的蛋白质微结构。在没有显着改变羊毛角蛋白结构和功能的前提下,对羊毛角蛋白进行简单的生物化学修饰使其获得光敏感性,用于制备高精度的蛋白质图案。本论文的主要研究内容和结果如下:1、从羊毛纤维中提取可光交联的羊毛角蛋白,并使其侧基与光反应性试剂甲基丙烯酸异氰基乙酯（IEM）反应,得到光敏性羊毛角蛋白前体。实验结果证明在紫外光照射下,修饰之后的羊毛角蛋白分子之间的化学交联可以通过光引发剂成功引发。值得注意的是,在整个光刻工艺中不需要使用有毒且昂贵的溶剂和显影剂,也不需要复杂的光刻步骤、严苛的操作条件和昂贵的设备。通过光刻技术,我们高效地制备了各种图形的蛋白质微结构,并且得到精度达到2微米的蛋白质微图案。2、以光敏性的羊毛角蛋白作为光抗蚀剂,我们使用软光刻的方法制备了具有表面图案化微结构的羊毛角蛋白膜。实验结果表明,经过两次图案转移步骤,角蛋白膜上的图案仍能保持良好的完整性。我们还使用蛋白酶对角蛋白交联膜的稳定性和可降解性进行验证,同时证明了角蛋白交联膜的亲水性。另外,本文在羊毛角蛋白膜上制备由周期性排列的微结构导致的结构色。3、探究了实验制备的蛋白质图案化微结构的应用前景。为了证明图案化角蛋白微结构可以作为生物友好型细胞基底,在不使用细胞粘附配体的情况下,我们利用图案化角蛋白支架对小鼠骨髓间充质干细胞进行培养,实验结果表明图案化角蛋白可以实现对细胞生长增殖的控制和引导。其次,可以通过制备周期性羊毛角蛋白微结构,在宏观区域上设计可显示虹彩行为的复杂图案。此外,通过简单地与纳米颗粒,酶和其他掺杂剂混合,可以得到各种“功能化羊毛角蛋白抗蚀剂”。相信未来发展基于羊毛角蛋白的微图案在组织工程,软光学,新型传感器和药物释放等领域具有广泛应用场景。
宋娟[9]（2019）在《基于微/纳米毛细管的单细胞、单分子电化学分析》文中进行了进一步梳理单分子分析可获得分子结构、性质及丰富的反应动力学和热力学信息;而在单细胞层面测量生命各种状态下细胞中重要生物分子含量的变化,对于理解生命过程具有至关重要的意义。目前,研究单细胞的方法主要包括电化学、荧光和质谱等方法。这些技术中,基于微/纳米电极的电化学方法以其高灵敏度的特性成为实时定量检测单细胞的重要技术。根据传感模式的不同,可以分为两类电极。一类是基于法拉第电流信号的电极,可以检测细胞内外的氧化还原性生物分子。另一类是基于离子电流信号的微/纳米管电极,其重要特征是亚微米至纳米级尺寸开口的尖端、中空结构以及表面易功能化,使其适用于单分子探测以及单个活细胞内容物的提取和检测。本文首先搭建了用于单分子、单细胞分析的电化学分析系统;然后基于微/纳米管研究了细胞膜离子通道功能以及在金纳米棒辅助的近红外光刺激下细胞膜离子通道的激活过程;同时,将纳米微管与精准的微操技术相结合实现亚细胞水平活性氧代谢物的分析;最后将核酸适配体嫁接到双链DNA（dsDNA）分子载体上,实现了单个蛋白质分子的监测。主要研究内容如下:1.单细胞电化学分析系统的搭建由于传统电化学工作站噪声大,采样频率低,无法实现微纳米管在单细胞中的高灵敏度、低噪声、高采样频率的检测及传感应用。因此,我们搭建了单细胞、单分子电化学分析系统,主要包括:光学成像装置、微操纵定位装置、灌流给药系统、数据采集器。为了研究单细胞中近红外光刺激下的离子通道电流,我们在单细胞电化学分析装置上增加了自行搭建的近红外光源系统。由于该系统需要检测小到pA级别的细胞膜离子通道电流,容易受外界影响。为了提高检测灵敏度,我们着重对该套系统进行防震、抗干扰以及降噪处理。最后我们以转染hERG钾离子通道的HEK-293细胞为研究对象,证明该系统可以用于单细胞分析。2.金纳米棒辅助近红外光激活细胞膜离子通道研究膜离子通道主要负责神经、肌肉和其他系统中电信号的传播和整合,它们的激活和故障在生理和病理过程中起着重要的作用。精确调节各种膜通道并在空间上平衡相关的动态过程,对于了解细胞离子通道的生物学意义至关重要。基于微米/亚微米管的膜片钳技术作为质膜离子通道分析的标准方法,可以直接用于离子通道功能的检测。我们将基于纳米微管的膜片钳技术用于金纳米棒辅助近红外光激活膜离子通道的研究。我们采用微米级的光纤作为近红外（NIR）光的光源,TRPV1单克隆抗体修饰的金纳米棒（GNRs）作为光热纳米调节剂,特异性靶向细胞表面的TRPV1蛋白。结合电生理学技术,将全细胞膜片钳方法应用于光刺激过程中离子通道电流记录。研究表明,NIR光以可逆以及安全的方式特异性且快速地激活细胞表面的TRPV1离子通道,使得细胞内大量Ca2+流入,从而诱导与钙信号相关的凋亡通路蛋白表达,这会进一步引起细胞凋亡。这种新型的光遗传学疗法对TRPV1高表达的肿瘤细胞具有潜在的应用价值;全细胞膜片钳方法在红外光远程激活离子通道研究中的成功应用,为筛选合适的离子通道激活剂提供了有效的手段。3.单细胞中活性氧代谢物H2O2的检测快速发展的纳米电化学方法作为一种无标记方法,在时空分辨检测上具有显着优势,适用于单细胞检测。为了实现亚细胞水平的氧化还原代谢监测,我们制备了尖端直径为30 nm超细毛细管构建了纳米微管-ICR（离子整流）系统,将其应用于活性氧（ROS）主要成分H2O2的检测。通过化学键合作用,将G-四链体DNAzyme（G4）修饰到纳米微管内表面,使其具有H2O2识别能力。G4作为H2O2催化剂,催化H2O2产生的中间产物能够将灌注在纳米管内的2,2-偶氮基-双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸盐）（ABTS）氧化。H2O2和ABTS以及G4之间的反应使得纳米微管内壁中的电荷密度发生变化,电荷密度的变化依赖于检测物的浓度,因此可以通过I-V曲线对H2O2进行定量分析。同时,G4构建的纳米微管-ICR系统非常稳定,可重复多次使用,具有很好的重现性。我们利用荧光染料研究了纳米微管对细胞活性以及细胞功能的影响,结果表明超小尖端的纳米微管可以多次反复插入到单个细胞中进行长时间的测量而不损害细胞功能。结合高精度的三维定位系统,进行亚微米的调控,实现了单细胞三维尺度上的ROS分析。同时,可以持续监测药物辣椒素刺激作用下不同细胞有氧代谢水平的变化。4.血清中单个蛋白质分子的监测传统的生物学研究中,大多数的分子实验是探测分子的综合平均效应,而对于单分子如核酸、蛋白质、多肽等的操纵和检测,可获得分子结构、性质及丰富的反应动力学和热力学信息。纳米孔是一种很有前景的单分子检测技术,基于纳米孔的蛋白质传感主要局限性在于缺乏特异性,难以区分多种分析物,无法从复杂生物基质中获取有意义的信息。为了解决这一问题,我们报道了一种灵敏的、高选择性的方法,通过将核酸适配体嫁接到双链DNA（dsDNA）分子载体上,利用纳米管可以精确监测单个蛋白质分子。通过对dsDNA产生的特征瞬时电流变化进行量化,可以确定溶液中是否存在特定的靶标分子。复合物的电荷主要取决于带负电荷的载体DNA骨架电荷,该方法可以有效的促进蛋白质分子的高效运输,无需对样品进行预处理或净化,在近生理盐度的电解质溶液中即可以实现血清中目标物的检测。
仇吉川[10]（2018）在《无机纳米材料构建物理/化学微环境调控干细胞命运》文中研究说明干细胞由于具有自我更新能力、可分化为多种细胞类型的潜能和可从成年人体内提取等优点,作为种子细胞被广泛应用于干细胞治疗、组织工程和再生医学等领域中。然而,如何调控干细胞的命运,尤其是调控干细胞的定向分化,以实现受损组织的修复和再生一直是相关应用的难点,也是该领域的重点研究方向。在人体内,每种细胞都处于一种三维动态微环境中,微环境中的细胞外基质、细胞间相互作用、可溶性生长因子、机械刺激等提供的特定物理、化学和生物信号影响并决定着细胞的贴壁、迁移、自我更新和分化等多种行为和功能。因此,模拟体内天然细胞外微环境内物理、化学、生物信号调控干细胞命运成为植入体研究、组织工程和再生医学领域的共识。近年来,利用纳米材料体外构建特定的物理、化学微环境来模拟天然细胞外微环境调控干细胞命运得到越来越多的关注。用纳米材料构建细胞外微环境调控干细胞命运有以下几点优势:一,人体内细胞天然处于纳米材料和纳米结构构成的微环境中如细胞外基质中含有大量的胶原蛋白纳米纤维,模拟这些纳米环境自然会产生对干细胞行为和功能的影响;二,细胞丝状伪足以及细胞膜上的跨膜蛋白可以接收到细胞外纳米结构的信号;三,纳米材料尤其是无机纳米材料构建的物理、化学微环境具有较好的稳定性,容易实现对干细胞命运的长期调控;四,纳米材料一般通过接触作用对与之接触的细胞产生影响,对其他细胞影响较小,这种作用方式有利于实现对不同位置上的干细胞具有不同的功能和行为;五,具有多种形貌、结构的纳米材料尤其是无机纳米材料大大丰富了构建细胞外微环境的多样性,为更好的调控干细胞的命运提供了更多策略。因此,过去十几年来,由纳米材料构建的纳米地貌、机械强度、化学成分等微环境在调控干细胞命运尤其是干细胞的分化上表现出来了巨大优势,也取得了一定的成功。然而,大多数相关研究仍然集中在二维平面模型上,虽然效果较好,但很难转化为实际临床应用中的复杂的三维材料模型中。其次,在植入体和组织工程领域应用中,往往需要构建空间上变化的物理、化学微环境以实现不同位置上的干细胞向不同方向的分化。比如当植入材料在体内接触不同类型的细胞组织时,需要植入体在与不同组织接触处可以诱导干细胞定向分化为相应的细胞以实现与周围组织更好的结合。纳米材料与细胞的接触作用为实现这种空间可控的干细胞分化提供了很好的平台,然而相关研究仍然较少。另外,随着越来越多的纳米材料和纳米技术被应用于生物医学领域,人们也开始认识到当分散的纳米颗粒进入干细胞微环境中时,会被干细胞内吞并影响干细胞的行为和功能。然而这种纳米材料与干细胞的内吞作用对干细胞命运的影响的相关作用机制仍然不清楚。如何利用这种作用实现对干细胞命运的可控调控以及理解其背后的机理仍然面临着很多挑战。基于以上问题,本论文旨在探索利用无机纳米材料在三维支架内构建物理、化学微环境调控干细胞命运的新策略。并试图利用其构建在空间上变化的物理、化学微环境,以接触作用的方式实现对不同空间内的干细胞命运的不同调控。同时,试图研究纳米材料与干细胞发生内吞作用时对干细胞命运的调控并其调控机制。本论文主要包括以下几个方面的工作:（1）二氧化钛纳米棒阵列构建纳米地貌微环境调控干细胞定域定向分化通过水热法在导电玻璃、硅片、金属钛片、二氧化钛陶瓷以及三维多孔泡沫钛等材料表面垂直生长了一层金红石相二氧化钛纳米棒阵列,其中单根纳米棒长度约为1.5 μm,直径约为100nm,整个阵列密度约为36根每平方微米。通过细胞活性实验证实二氧化钛纳米棒阵列具有良好的生物相容性。通过细胞骨架染色和扫描电镜证实二氧化钛纳米棒阵列构建的纳米地貌微环境可以促进大鼠骨髓来源的间充质干细胞（rBMSCs）生长更多的丝状伪足并增强其贴壁能力。以具有光滑表面的二氧化钛陶瓷为对照,通过实时定量聚合酶链式反应（q-PCR）证实二氧化钛纳米棒阵列促进rBMSCs的Runx-2、骨桥蛋白（OPN）和骨钙蛋白（OCN）基因水平分别上调了 4.7、2.2和3.7倍;通过碱性磷酸酶试剂盒和免疫荧光染色证实二氧化钛纳米棒阵列促进rBMSCs碱性磷酸酶（ALP）、OPN和OCN蛋白表达水平上调;通过茜素红染色证实二氧化钛纳米棒阵列促进rBMSCs钙沉积水平上调。以上结果表明二氧化钛纳米棒阵列构建的纳米地貌微环境可以促进rBMSCs向成骨细胞分化。此外,通过微纳加工技术和水热合成相结合的方法在二氧化钛陶瓷上制备了图案化分布的二氧化钛纳米棒衬底,实现了间充质干细胞在同一衬底不同纳米地貌位置上的不同程度分化,即定域定向分化。该工作为生物材料表面改性,改善接触多组织的植入体及组织工程支架的临床应用效果提供了一种新方法。（2）梯度羟基磷灰石纳米颗粒构建的物理化学微环境调控干细胞梯度分化将直径为200 μm的明胶微球排成密堆积阵列后,在80 ℃条件下,将羟基磷灰石（HAp）纳米颗粒悬浮液滴到明胶密堆积阵列上使其在密堆积阵列空隙内组建沉降,由于加热过程中明胶微球变粘使相邻明胶微球逐渐融合,使羟基磷灰石纳米颗粒在密堆积阵列空隙里的沉降组建受到限制,最终使之形成自上而下的梯度分布。然后以此为模板,制备了具有HAp纳米颗粒梯度分布的反蛋白石支架PLGA/HAp[PLGA,聚（乳酸-羟基乙酸）共聚物]。通过光学显微镜、扫描电镜证实了该支架具有均匀的相互连通的多孔结构,其中孔直径为179.4±1.7 μm,连接相邻孔的窗口直径为53.9±2.3 μm。相互连通的多孔结构使PLGA/HAp支架具有高效的营养运输和代谢废物传输能力。通过micro-CT、扫描电镜、原子力显微镜等技术证明PLGA/HAp反蛋白石支架内HAp纳米颗粒呈梯度分布,支架材料的机械性能也呈现和HAp一致的梯度分布。通过活/死细胞染色证实大鼠脂肪来源的间充质干细胞（rAMSCs）在支架内部均匀分布,具有超过95%的存活率。通过免疫荧光染色和茜素红染色,证实了PLGA/HAp支架里rAMSCs的成骨分化标志物碱性磷酸酶（ALP）、骨钙蛋白（OCN）以及钙沉积呈现与HAp一致的梯度表达。说明HAp纳米颗粒构建的梯度变化的物理（机械强度）、化学（矿物质）微环境,实现了rAMSCs在支架材料内呈现和HAp一致的梯度成骨分化。该支架材料将在多细胞组织工程、界面组织工程等领域具有重大应用前景。（3）微环境中石墨烯量子点内吞作用对干细胞增殖、分化的影响及其机制利用石墨烯量子点的荧光特点,在荧光显微镜下观察到环境来源的石墨烯量子点进入rBMSCs微环境后会与细胞发生内吞作用并分布于细胞质中。通过细胞活性实验证实,在低浓度下（小于50 μg/mL）,石墨烯量子点与rBMSCs的内吞作用对细胞活性没有明显负面影响。通过q-PCR证实浓度为50 μg/mL的石墨烯量子点促进rBMSCs的Runx-2和OCN基因水平分别上调了 13.9和9.2倍;通过碱性磷酸酶试剂盒和免疫荧光染色证实50 μg/mL的石墨烯量子点促进rBMSCs碱性磷酸酶（ALP）、OPN、OCN蛋白表达水平上调;通过茜素红染色证实50 μg/mL的石墨烯量子点促进rBMSCs钙沉积水平上调。以上结果表明石墨烯量子点与rBMSCs内吞作用可以促进间充质干细胞向成骨细胞分化。通过基因芯片技术检测出石墨烯量子点与rBMSCs内吞作用在促进rBMSCs成骨分化过程中的差异性表达的主要基因和信号通路,并根据以上基因和信号通路结果提出了影响的可能内在机制,即:细胞在吞入石墨烯量子点过程中,由于细胞自身骨架肌动蛋白的收缩与运动引起的机械压力作用通过相关信号通路导致rBMSCs的成骨分化增强。此外,通过油红染色证明了这种内吞作用对rBMSCs成脂分化没有抑制作用。该结果将会有助于拓展石墨烯量子点在干细胞标记、成像、载药以及干细胞治疗和组织工程等领域的应用。综上所述,本论文利用无机纳米材料二氧化钛纳米棒阵列和羟基磷灰石纳米颗粒构建的在空间上变化的纳米地貌微环境、机械强度微环境以及化学微环境,以接触作用的方式实现了对不同空间内的间充质干细胞成骨分化的调控。为改善接触多种类型组织的植入体与生物体的相互作用,及修复过渡组织等提供了一种新的解决方案,在植入体研究和界面组织工程领域均有重要应用价值。同时,本论文还研究了分散性无机纳米材料石墨烯量子点与间充质干细胞内吞作用对干细胞命运的调控及其调控机制,为理解并利用纳米材料与干细胞的内吞相互作用提供了基础。
二、Culture of neural cells on silicon wafer with nano-topography（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Culture of neural cells on silicon wafer with nano-topography（论文提纲范文）
（1）纳米结构基底与细胞间相互作用对细胞行为及捕获的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 肿瘤细胞的转移特性 |
| 1.1.2 循环肿瘤细胞(CTCs)的发现与研究意义 |
| 1.1.3 CTCs 捕获策略 |
| 1.2 国内外相关研究进展 |
| 1.2.1 硅纳米阵列在组织工程中的应用 |
| 1.3 细胞力学特性和CTCs捕获 |
| 1.3.1 肿瘤中的生物力学 |
| 1.3.2 硅纳米阵列改变细胞行为增强捕获 |
| 1.4 本文拟开展的研究 |
| 第二章 硅基纳米森林阵列的制备及力学特性研究 |
| 2.1 基于等离子体再聚合技术的硅纳米线结构制备与表征 |
| 2.1.1 两种纳米森林阵列的制备 |
| 2.1.2 材料表面SEM、EDS和 XRD特性表征 |
| 2.2 两种硅纳米结构的力学特性及有限元模拟 |
| 2.2.1 两种硅纳米结构的力学特性及有限元模拟 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 纳米森林阵列对HeLa细胞捕获能力的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验仪器与试剂 |
| 3.2.2 实验试剂配制 |
| 3.2.3 细胞接种与培养 |
| 3.2.4 HeLa细胞接种1、4 小时后捕获效率 |
| 3.2.5 HeLa细胞捕获后形貌特征 |
| 3.2.6 统计学分析 |
| 3.3 结果分析与讨论 |
| 3.3.1 不同基底对HeLa细胞捕获率的影响 |
| 3.3.2 扫描电子显微镜观测不同基底捕获细胞的形貌 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 纳米森林阵列对HeLa细胞形貌和行为的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验仪器与试剂 |
| 4.2.2 实验试剂配制 |
| 4.2.3 细胞接种与培养 |
| 4.2.4 CCK-8 法检测HeLa细胞的增殖活性 |
| 4.2.5 活/死荧光染色法检测HeLa细胞的生理活性 |
| 4.2.6 SEM观察HeLa细胞的形貌特征 |
| 4.2.7 划痕法检测HeLa细胞的迁移性能 |
| 4.2.8 流式细胞仪检测HeLa细胞细胞周期改变 |
| 4.2.9 ANNEXIN V-FITC法检测HeLa细胞调亡特性 |
| 4.2.10 统计学分析 |
| 4.3 结果分析与讨论 |
| 4.3.1 HeLa细胞的增殖和活性 |
| 4.3.2 HeLa细胞铺展与形貌 |
| 4.3.3 HeLa细胞的迁移性能 |
| 4.3.4 HeLa细胞细胞周期和调亡特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 纳米森林阵列对HeLa细胞粘附相关蛋白分布表达的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验仪器与试剂 |
| 5.2.2 实验试剂配制 |
| 5.2.3 细胞接种与培养 |
| 5.2.4 Vinculin和细胞骨架染色 |
| 5.2.5 统计学分析 |
| 5.3 结果分析与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）无线电刺激诱导神经干细胞定向分化的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 神经退行性疾病 |
| 1.2 神经干细胞 |
| 1.3 神经干细胞命运的调控 |
| 1.4 电刺激对神经干细胞命运的调控 |
| 1.5 导电支架 |
| 1.5.1 石墨烯 |
| 1.5.2 导电水凝胶 |
| 1.5.3 导电纳米纤维 |
| 1.6 研究意义和主要内容 |
| 第2章 石墨烯的制备和表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验仪器与试剂 |
| 2.2.2 1200度高真空管式炉介绍 |
| 2.2.3 石墨烯的制备 |
| 2.2.4 石墨烯的表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 石墨烯的SEM分析 |
| 2.3.2 石墨烯的拉曼光谱分析 |
| 2.3.3 石墨烯的TEM分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 无线电刺激对石墨烯诱导NSCs定向分化的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2.2 无线电刺激装置的构建 |
| 3.2.3 感应电动势的检测 |
| 3.2.4 细胞培养 |
| 3.2.5 无线电刺激参数的优化 |
| 3.2.6 体内无线电刺激 |
| 3.2.7 细胞活力检测 |
| 3.2.8 免疫荧光染色 |
| 3.2.9 实时荧光定量PCR |
| 3.2.10 数据分析 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 感应电动势的检测 |
| 3.3.2 细胞培养结果 |
| 3.3.3 无线电刺激参数优化 |
| 3.3.4 体内无线电刺激 |
| 3.3.5 神经干细胞的活力和干性 |
| 3.3.6 神经干细胞的分化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 无线电刺激对导电水凝胶诱导NSCs分化的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂与仪器 |
| 4.2.2 GelMA-Pani导电水凝胶的制备 |
| 4.2.3 GelMA-Pani导电水凝胶的表征 |
| 4.2.4 无线电刺激对导电水凝胶诱导NSCs分化的研究 |
| 4.2.5 数据分析 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 GelMA-Pani导电水凝胶的表征 |
| 4.3.2 GelMA-Pani导电水凝胶的生物学效应研究 |
| 4.3.3 无线电刺激对导电水凝胶诱导NSCs分化的研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（3）丝素蛋白仿生组织工程支架的成型、结构与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 组织工程支架的特点及研究进展 |
| 1.2.1 组织ECM的组成和结构 |
| 1.2.2 组织工程支架的各向异性 |
| 1.2.3 组织工程支架的层级结构 |
| 1.3 构建组织工程支架的生物材料研究进展 |
| 1.3.1 丝素蛋白及组织工程应用 |
| 1.3.2 细菌纤维素及组织工程应用 |
| 1.3.3 其它生物材料 |
| 1.4 基于静电纺丝的组织工程支架构建技术 |
| 1.4.1 静电纺丝各向异性结构支架 |
| 1.4.2 静电纺丝图案化支架 |
| 1.4.3 静电纺丝3D多孔支架 |
| 1.5 基于3D打印的组织工程支架构建技术 |
| 1.5.1 生物材料3D打印技术简介 |
| 1.5.2 生物材料3D打印墨水的流变性质及可打印性 |
| 1.5.3 3D打印丝素蛋白基组织工程支架的研究进展 |
| 1.6 本论文的研究意义和研究内容 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 静电纺丝素蛋白纤维支架的孔结构调控及梯度结构构筑 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验原料及实验设备 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.3 实验部分 |
| 2.3.1 RSF纺丝溶液的制备 |
| 2.3.2 低温静电纺RSF纤维毡及其后处理 |
| 2.3.3 不同孔径RSF纤维支架的制备及其后处理 |
| 2.4 测试与表征 |
| 2.4.1 RSF纤维支架的形貌及纤维直径表征 |
| 2.4.2 RSF纤维支架的计算机断层扫描重构 |
| 2.4.3 RSF纤维支架的孔隙率测试 |
| 2.4.4 RSF纤维支架的红外光谱测试 |
| 2.4.5 RSF纤维支架的X射线广角衍射(WAXD)测试 |
| 2.4.6 RSF纤维支架的机械性能测试 |
| 2.4.7 RSF纤维支架的水合度测试 |
| 2.4.8 RSF纤维支架的生物相容性测试 |
| 2.4.9 实验数据统计学分析 |
| 2.5 结果与讨论 |
| 2.5.1 液氮低温接收对RSF静电纺纤维支架形貌的影响 |
| 2.5.2 不同的后处理方式对LTE-RSF纤维支架形貌的影响 |
| 2.5.3 环境湿度对LTE-RSF支架形貌的影响 |
| 2.5.4 接收板温度对LTE-RSF支架形貌的影响 |
| 2.5.5 不同孔径纤维支架的孔尺寸及纤维直径分布分析 |
| 2.5.6 不同孔径纤维支架的二级结构及结晶结构分析 |
| 2.5.7 不同孔径纤维支架的力学性能分析 |
| 2.5.8 不同孔径纤维支架的水合度分析 |
| 2.5.9 不同孔径纤维支架上细胞的增殖及渗透 |
| 2.5.10 梯度孔RSF纤维支架 |
| 2.6 结论 |
| 参考文献 |
| 第3章 3D打印丝素蛋白/明胶/细菌纤维素多级孔组织工程支架 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验原料及实验设备 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验设备 |
| 3.3 实验部分 |
| 3.3.1 RSF/明胶/BCNFs水凝胶墨水的制备及打印 |
| 3.3.2 RSF/明胶/BCNFs水凝胶墨水的3D打印及支架后处理 |
| 3.4 测试与表征 |
| 3.4.1 BCNFs的形貌及尺寸表征 |
| 3.4.2 RSF/明胶/BCNFs水凝胶墨水的流变测试 |
| 3.4.3 RSF/明胶/BCNFs水凝胶墨水的打印测试 |
| 3.4.4 RSF/明胶/BCNFs打印支架的形貌及孔尺寸表征 |
| 3.4.5 RSF/明胶/BCNFs支架的机械性能测试 |
| 3.4.6 RSF/明胶/BCNFs打印支架的红外光谱测试 |
| 3.4.7 RSF/明胶/BCNFs打印支架的WAXD测试 |
| 3.4.8 RSF/明胶/BCNFs打印支架的溶胀降解性测试 |
| 3.4.9 RSF/明胶/BCNFs打印支架的生物相容性测试 |
| 3.4.10 实验数据统计学分析 |
| 3.5 结果与讨论 |
| 3.5.1 BCNFs的形貌及尺寸分析 |
| 3.5.2 RSF/明胶/BCNFs水凝胶墨水的流变学性能 |
| 3.5.3 RSF/明胶/BCNFs水凝胶墨水的可打印性 |
| 3.5.4 BCNFs对 RSF/明胶/BCNFs打印支架形貌结构的影响 |
| 3.5.5 RSF/明胶/BCNFs打印支架的结构分析 |
| 3.5.6 BCNFs对 RSF/明胶/BCNFs支架力学性能的影响 |
| 3.5.7 RSF/明胶/BCNFs打印支架的吸水溶胀性分析 |
| 3.5.8 体外评价RSF/明胶/BCNFs支架的生物相容性 |
| 3.5.9 RSF/明胶/BCNFs支架的降解性能 |
| 3.6 结论 |
| 参考文献 |
| 第4章 3D打印丝素蛋白/氧化细菌纤维素仿生组织工程支架 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验原料及实验设备 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 实验设备 |
| 4.3 实验部分 |
| 4.3.1 TEMPO氧化BCNFs纳米纤维水凝胶制备 |
| 4.3.2 RSF/OBC纳米纤维水凝胶制备 |
| 4.3.3 RSF/OBC水凝胶墨水的3D打印 |
| 4.4 测试与表征 |
| 4.4.1 OBC的形貌表征 |
| 4.4.2 RSF/OBC水凝胶墨水的流变测试 |
| 4.4.3 RSF/OBC水凝胶墨水的可打印性测试 |
| 4.4.4 RSF/OBC打印支架的形貌及孔尺寸表征 |
| 4.4.5 RSF/OBC打印支架的红外光谱测试 |
| 4.4.6 RSF/OBC打印支架的WAXD测试 |
| 4.4.7 RSF/OBC支架的机械性能测试 |
| 4.4.8 RSF/OBC水凝胶的溶胀性测试 |
| 4.4.9 RSF/OBC打印支架的生物相容性测试 |
| 4.4.10 免疫荧光测试 |
| 4.4.11 实验数据统计学分析 |
| 4.5 结果与讨论 |
| 4.5.1 TEMPO氧化的BC纳米纤维表征 |
| 4.5.2 RSF/OBC墨水的流变行为 |
| 4.5.3 RSF/OBC墨水的可打印性 |
| 4.5.4 RSF/OBC打印支架的形貌分析 |
| 4.5.5 RSF/OBC打印支架的二级结构分析 |
| 4.5.6 RSF/OBC打印支架中OBC纳米纤维的取向度分析 |
| 4.5.7 RSF/OBC水凝胶的力学性能分析 |
| 4.5.8 RSF/OBC水凝胶的溶胀性 |
| 4.5.9 RSF/OBC打印支架的生物相容性 |
| 4.6 结论 |
| 参考文献 |
| 第5章 3D打印聚丙烯酰胺/丝素蛋白复合水凝胶应变传感器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验原料及实验设备 |
| 5.2.1 实验原料 |
| 5.2.2 实验设备 |
| 5.3 实验部分 |
| 5.3.1 SMF微纤维的制备 |
| 5.3.2 复合水凝胶的制备 |
| 5.4 测试与表征 |
| 5.4.1 SMF的形貌尺寸表征 |
| 5.4.2 SMF悬液的Zeta电位测试 |
| 5.4.3 AM/RSF/SMF预凝胶浆料的流变学测试 |
| 5.4.4 PAM/RSF/SMF水凝胶的形貌结构表征 |
| 5.4.5 PAM/RSF/SMF水凝胶的红外光谱测试 |
| 5.4.6 PAM/RSF/SMF水凝胶的力学性能测试 |
| 5.4.7 PAM/RSF/SMF水凝胶的溶胀性测试 |
| 5.4.8 PAM/RSF/SMF水凝胶的应变传感测试 |
| 5.4.9 AM/RSF/SMF(OBC)预凝胶浆料的3D打印 |
| 5.5 结果与讨论 |
| 5.5.1 SMF的形貌结构 |
| 5.5.2 RSF溶液和SMF悬液的Zeta电位 |
| 5.5.3 AM/RSF/SMF预凝胶浆料的流变测试 |
| 5.5.4 双网络复合水凝胶的形成及结构 |
| 5.5.5 PAM/RSF/SMF水凝胶冻干支架的形貌结构 |
| 5.5.6 PAM/RSF/SMF水凝胶的力学性能 |
| 5.5.7 PAM/RSF/SMF水凝胶的溶胀性 |
| 5.5.8 PAM/RSF/SMF水凝胶的传感性 |
| 5.5.9 AM/RSF/SMF预凝胶浆料的可打印性 |
| 5.6 结论 |
| 参考文献 |
| 第6章 全文总结及展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本论文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 附录一 攻读博士学位期间发表的论文及专利 |
| 致谢 |
（4）粘弹性液晶细胞模型的构建及其影响rBMSCs行为的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 细胞与材料的相互作用 |
| 1.2 液晶生物材料及研究进展 |
| 1.3 课题研究思路及创新点 |
| 第二章 粘弹性液晶基底的构建及性能表征 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.3 基本表征 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 液晶基底性能影响r BMSCs细胞行为的研究 |
| 3.1 实验及方法 |
| 3.2 细胞培养及细胞行为观察、测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 液晶/I型胶原复合基底的制备及性能表征 |
| 4.1 实验材料 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间科研成果 |
| 致谢 |
（5）细胞传感芯片设计制作及其对细胞中过氧化氢的测试（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 中英文缩略词对照表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 基于电化学电流分析法在细胞检测中的应用 |
| 1.2.1 传统Clark型电化学传感器 |
| 1.2.2 芯片集成微电极式电化学传感器 |
| 1.2.3 纸基电化学传感器 |
| 1.2.4 柔性基底电化学传感器 |
| 1.3 不同修饰材料在电化学检测中的应用 |
| 1.3.1 金属纳米材料 |
| 1.3.2 卟啉类材料 |
| 1.4 研究意义及主要研究内容 |
| 1.4.1 研究目标与研究意义 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.4.3 研究内容 |
| 2 铁卟啉@AUNPS修饰传感芯片对过氧化氢的检测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 传感芯片制备及过氧化氢传感检测系统搭建 |
| 2.3 实验部分 |
| 2.3.1 仪器与试剂 |
| 2.3.2 溶液配制 |
| 2.3.3 PDMS盖片的制备 |
| 2.3.4 GO/AuNPs和铁卟啉/AuNPs传感芯片界面的制备 |
| 2.3.5 传感芯片检测过氧化氢溶液 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 GO/AuNPs和铁卟啉/AuNPs传感界面的构建及优化 |
| 2.4.2 铁卟啉@AuNPs@Au传感界面的表征 |
| 2.4.3 铁卟啉@AuNPs传感芯片过氧化氢的电化学响应及电位优化 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 含电极阵列的细胞传感检测芯片对HEP3B细胞刺激产生过氧化氢的检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 含电极阵列的细胞传感检测芯片及检测系统 |
| 3.3 实验部分 |
| 3.3.1 仪器与试剂 |
| 3.3.2 溶液配制 |
| 3.3.3 阵列式细胞传感检测芯片界面的制备 |
| 3.3.4 阵列式细胞传感检测芯片在线监测Hep3B细胞过氧化氢的水平 |
| 3.3.5 MTT法验证Hep3B细胞生长能力与毒性实验 |
| 3.3.6 荧光法测试验证细胞内过氧化氢的水平 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 阵列式细胞传感检测芯片的设计制备 |
| 3.4.2 阵列式细胞传感检测芯片上在线培养Hep3B细胞的培养及浓度优化 |
| 3.4.3 阵列式细胞传感检测芯片上在线培养Hep3B细胞PMA刺激浓度的优化 |
| 3.4.4 阵列式细胞传感芯片上在线培养Hep3B细胞药物刺激后过氧化氢浓度监测 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 含电极阵列的细胞传感检测芯片对MCF-7细胞刺激产生过氧化氢的检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 含电极阵列的细胞传感检测芯片及检测系统 |
| 4.3 实验部分 |
| 4.3.1 仪器与试剂 |
| 4.3.2 溶液配制 |
| 4.3.3 阵列式细胞传感芯片界面的制备 |
| 4.3.4 阵列式细胞传感芯片监测MCF-7 细胞PMA刺激后过氧化氢的水平 |
| 4.3.5 荧光法测试验证细胞内过氧化氢的水平 |
| 4.3.6 过氧化氢试剂盒检测MCF-7 细胞PMA刺激后过氧化氢水平 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 阵列式细胞传感检测芯片的制备与表征 |
| 4.4.2 阵列式传感检测芯片上在线培养MCF-7细胞的培养及浓度优化 |
| 4.4.3 阵列式传感检测芯片上在线培养MCF-7细胞药物刺激后过氧化氢浓度监测 |
| 4.4.4 荧光监测200ng/mL PMA刺激MCF-7 细胞的过氧化氢水平 |
| 4.4.5 过氧化氢试剂盒检测MCF-7 细胞PMA刺激后过氧化氢水平 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读学位期间发表的论文目录: |
| B.作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目: |
| C.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（6）基于硅纳米线的场效应微探针与超柔性径向结光电器件的制备及生物应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 几种纳米线的制备方法 |
| 1.2.1 “自上而下”的刻蚀方法制备纳米线 |
| 1.2.2 “自下而上”的生长方法制备纳米线 |
| 1.2.3 IPSLS自组装平面硅基纳米线生长原理简介 |
| 1.2.4 激光引导IPSLS平面纳米线生长简介 |
| 1.3 基于硅纳米线的生物电信号传感器 |
| 1.3.1 生物传感器的发展历史与现状 |
| 1.3.2 场效应晶体管生物传感器 |
| 1.4 基于硅纳米线的光电器件应用 |
| 1.4.1 太阳能光电器件的发展背景 |
| 1.4.2 太阳能光电器件原理 |
| 1.4.3 传统的平面电池在生物体内的应用 |
| 1.4.4 径向结纳米线光电器件及其应用 |
| 1.5 硅纳米线器件其它应用 |
| 1.5.1 光电传感FET器件 |
| 1.5.2 NEMS器件 |
| 1.5.3 柔性电子器件 |
| 1.6 本论文的主要工作及研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 硅纳米线生物探针期间的制备与表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 平面硅纳米线场效应晶体管器件制备与表征 |
| 2.2.1 光刻板的设计与制备 |
| 2.2.2 平面硅纳米线的制备 |
| 2.2.3 平面硅纳米线的直径调控与形貌表征 |
| 2.2.4 平面硅纳米线FET器件制备 |
| 2.2.5 纳米线FET器件的电学性能 |
| 2.2.6 纳米线FET器件的光电性能 |
| 2.3 生物探针器件的制备与表征 |
| 2.3.1 生物探针器件的制备流程 |
| 2.3.2 生物探针器件的电学表征 |
| 2.3.3 生物探针器件的转移 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 径向结光电器件用于心脏起搏的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PIN径向结光电器件的制备 |
| 3.2.1 径向结光电器件的制备流程 |
| 3.2.2 超柔性径向结光电器件光电表征 |
| 3.2.3 超柔性径向结光电器件的频率响应 |
| 3.3 超柔性径向结光电器件贴片与径向结纳米线溶液的制备 |
| 3.3.1 超柔性径向结光电器件贴片制备 |
| 3.3.2 径向结光电器件PBS溶液制备 |
| 3.3.3 径向结光电器件起搏导线的制备 |
| 3.4 径向结光电器件用于心脏起搏的实验研究 |
| 3.4.1 动物心脏起搏实验 |
| 3.4.2 生物体的透光性测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 课题研究总结 |
| 4.2 问题与展望 |
| 攻读硕士期间取得成果清单 |
| 致谢 |
（7）可控石墨烯支架对神经祖细胞的生物学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 神经细胞与神经退行性疾病 |
| 1.2.1 神经细胞 |
| 1.2.2 神经退行性疾病 |
| 1.2.3 神经干细胞治疗 |
| 1.3 三维细胞支架 |
| 1.3.1 三维神经支架 |
| 1.3.2 石墨烯界面材料的生物学效应 |
| 1.3.3 三维石墨烯神经支架 |
| 1.4 微环境对神经细胞行为的影响 |
| 1.4.1 硬度对神经细胞行为的影响 |
| 1.4.2 表面形貌对神经细胞行为的影响 |
| 1.4.3 电刺激对神经细胞行为的影响 |
| 1.5 本论文的研究意义和主要内容 |
| 第2章 可控三维复合石墨烯(3D-HG)的制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验仪器与试剂 |
| 2.2.2 可控三维镍-铜模板制备 |
| 2.2.3 3D-HG的CVD制备 |
| 2.2.4 3D-HG的表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 3D-HG的形貌 |
| 2.3.2 3D-HG的材质 |
| 2.3.3 3D-HG的导电性和柔牲 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 3D-HG神经支架的生物学效应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验仪器与试剂 |
| 3.2.2 NPC的提取与培养 |
| 3.2.3 NPC生长状态、活性、干性、钙瞬态、分化行为的检测 |
| 3.2.4 NPC分化形成神经网络的检测 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 NPC培养结果 |
| 3.3.2 3D-HG神经支架的生物相容性 |
| 3.3.3 电刺激3D-HG对支架内NPC的影响 |
| 3.3.4 3D-HG对NPC分化后神经网络形成的影响 |
| 3.3.5 3D-HG内NPC来源神经细胞与外部细胞的连接 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 3D-HG骨架宽度对NPC的尺寸效应研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验仪器与试剂 |
| 4.2.2 不同骨架宽度3D-HG的制备 |
| 4.2.3 NPC增殖、分化行为的检测 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 骨架宽度对NPC增殖的影响 |
| 4.3.2 骨架宽度对NPC分化的影响 |
| 4.3.3 骨架宽度对NPC分化后神经网络形成的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 无线电刺激对NPC分化行为的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验仪器与试剂 |
| 5.2.2 二维石墨烯的制备与电磁感应装置的搭建 |
| 5.2.3 电刺激对NPC行为影响的检测 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 二维石墨烯的表征与感应电动势的检测 |
| 5.3.2 无线电刺激参数的探索与挑选 |
| 5.3.3 160 μA、串长1s、串间隔2s感应电流对NPC的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（8）高精度羊毛角蛋白微图案的设计构建及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 角蛋白的结构和性质 |
| 1.2 图案化微结构的研究现状 |
| 1.2.1 紫外光刻 |
| 1.2.2 软光刻 |
| 1.2.3 电子束刻蚀 |
| 1.2.4 喷墨打印 |
| 1.2.5 浸蘸笔刻蚀 |
| 1.2.6 纳米压印 |
| 1.2.7 微接触印刷 |
| 1.2.8 逐层自组装沉积 |
| 1.2.9 直接自组装 |
| 1.3 图案化微结构的生物应用 |
| 1.3.1 引导细胞生长 |
| 1.3.2 生物光子器件 |
| 1.3.3 生物半导体器件 |
| 1.3.4 生物集成电路 |
| 1.4 课题目的及意义 |
| 1.5 本文主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 光刻法制备角蛋白图案化微结构 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 仪器和材料 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验试剂及仪器 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 水基羊毛角蛋白光刻胶的制备 |
| 2.3.2 光刻掩模板的设计 |
| 2.3.3 硅片和玻璃片的清洗及表面功能化 |
| 2.3.4 角蛋白光刻工艺 |
| 2.3.5 角蛋白的染色 |
| 2.3.6 角蛋白交联膜的降解 |
| 2.4 表征手段 |
| 2.5 结果与讨论 |
| 2.5.1 傅里叶变换红外光谱测试 |
| 2.5.2 紫外可见近红外光谱测试 |
| 2.5.3 羊毛角蛋白与丝素蛋白水基光刻胶的对比 |
| 2.5.4 紫外光刻制备图案化微结构 |
| 2.5.5 角蛋白交联膜的亲疏水性 |
| 2.5.6 角蛋白交联膜的可降解性 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 软光刻法制备具有表面微结构的角蛋白膜 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验试剂与仪器 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 水基角蛋白光刻胶的制备 |
| 3.3.2 光刻法在硅片上制备微图案 |
| 3.3.3 聚二甲基硅氧烷(PDMS)模板的制备 |
| 3.3.4 图案化角蛋白膜的制备 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 光敏性角蛋白交联的机理 |
| 3.4.2 紫外光刻制备图案化聚二甲基硅氧烷(PDMS)模板 |
| 3.4.3 不同间距的光栅图形 |
| 3.4.4 不同直径和间距的圆孔 |
| 3.4.5 图案化角蛋白膜的结构光效果 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 角蛋白微结构在光电子学与细胞生物学等方面的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验试剂及仪器 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.3.1 细胞培养 |
| 4.3.2 周期性角蛋白微结构的制备 |
| 4.3.3 角蛋白的功能性掺杂 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 细胞的生长引导 |
| 4.4.2 周期性微结构的虹彩效应 |
| 4.4.3 角蛋白荧光功能性掺杂 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结 |
| 硕士期间发表论文 |
| 致谢 |
（9）基于微/纳米毛细管的单细胞、单分子电化学分析（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 本论文主要创新点 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 纳米微管的制备方法,表面修饰及其表征 |
| 1.1.1 微管的制备 |
| 1.1.2 微管的表面修饰 |
| 1.1.3 表征 |
| 1.2 传感原理 |
| 1.2.1 离子整流 |
| 1.2.2 电阻脉冲 |
| 1.3 纳米微管的应用 |
| 1.3.1 电化学成像分析中的应用 |
| 1.3.2 ICR传感 |
| 1.3.3 阻抗脉冲传感 |
| 1.3.4 单细胞分析中的应用 |
| 1.4 本论文的出发点和研究工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 单细胞电化学分析系统的搭建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 单细胞电化学装置搭建 |
| 2.2.1 光学成像系统 |
| 2.2.2 微操纵定位系统 |
| 2.2.3 灌流给药系统 |
| 2.2.4 近红外光刺激装置 |
| 2.2.5 信号采集系统 |
| 2.3 实验材料和方法 |
| 2.3.1 实验材料 |
| 2.3.2 细胞培养 |
| 2.3.3 电极内外液配制 |
| 2.3.4 玻璃微电极的制备 |
| 2.4 全细胞电生理记录 |
| 2.5 结论 |
| 参考文献 |
| 第三章 金纳米棒辅助近红外光激活细胞膜离子通道研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 NIR光源设备装配 |
| 3.2.4 金纳米棒的制备 |
| 3.2.5 GNRs的功能化修饰 |
| 3.2.6 细胞培养 |
| 3.2.7 纳米材料表征 |
| 3.2.8 细胞活性实验 |
| 3.2.9 流氏细胞凋亡分析(FACS) |
| 3.2.10 细胞表面金棒成像 |
| 3.2.11 局部温度检测 |
| 3.2.12 全细胞膜片钳实验 |
| 3.2.13 TRPV1离子通道功能验证 |
| 3.2.14 光热刺激实验 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 功能化纳米探针的制备和表征 |
| 3.3.2 探针在细胞膜表面成像分析 |
| 3.3.3 TRPV1离子通道功能验证 |
| 3.3.4 细胞表面金纳米棒的光热激活 |
| 3.3.5 刺激远程调控蛋白质表达 |
| 3.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第四章 单细胞中活性氧代谢物H_2O_2的监测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验装备以及数据采集 |
| 4.2.3 尖端孔径30nm微针的制备 |
| 4.2.4 G-4DNAzyme的制备 |
| 4.2.5 微针尖端内表面的功能化 |
| 4.2.6 H_2O_2的检测 |
| 4.2.7 Zeta电位的检测 |
| 4.2.8 细胞培养 |
| 4.2.9 细胞实验 |
| 4.2.10 细胞活性实验 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 纳米微针的整流机制 |
| 4.3.2 纳米微针的性能表征 |
| 4.3.3 纳米微针对细胞活性的影响 |
| 4.3.4 单细胞内H_2O_2检测 |
| 4.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第五章 血清中单个蛋白质分子的监测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 实验装备以及数据采集 |
| 5.2.3 纳米微针的制备 |
| 5.2.4 aptamer探针G-四链体(G4)结构的形成 |
| 5.2.5 λ-DNA/aptamer杂交探针的制备 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.3.1 DNA载体的设计 |
| 5.3.2 单分子传感研究 |
| 5.3.3 血清中蛋白质分子的检测 |
| 5.4 结论 |
| 参考文献 |
| 结论与展望 |
| 附录 |
| 致谢 |
（10）无机纳米材料构建物理/化学微环境调控干细胞命运（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 干细胞 |
| 1.1.1 干细胞 |
| 1.1.2 干细胞命运 |
| 1.1.3 干细胞命运的调控 |
| 1.1.4 干细胞命运变化的标志 |
| 1.2 干细胞微环境 |
| 1.2.1 细胞外基质 |
| 1.2.2 可溶性生物、化学因子 |
| 1.2.3 细胞间相互作用 |
| 1.2.4 物理作用力 |
| 1.3 纳米材料构建细胞外微环境调控干细胞命运 |
| 1.3.1 纳米材料-细胞相互作用 |
| 1.3.2 构建纳米地貌微环境调控干细胞命运 |
| 1.3.3 构建机械强度微环境调控干细胞命运 |
| 1.3.4 构建化学微环境调控干细胞命运 |
| 1.3.5 纳米材料内吞作用调控干细胞命运 |
| 1.4 研究目的和内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 二氧化钛纳米棒阵列构建纳米地貌微环境调控干细胞定域定向分化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料与方法 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 材料制备 |
| 2.2.3 材料表征 |
| 2.2.4 骨髓来源间充质干细胞提取、培养及鉴定 |
| 2.2.5 细胞贴壁与增殖检测 |
| 2.2.6 细胞成骨分化检测 |
| 2.2.7 细胞定域定向分化 |
| 2.2.8 数据统计分析 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 二氧化钛纳米棒阵列 |
| 2.3.2 骨髓来源间充质干细胞的鉴定 |
| 2.3.3 干细胞在二氧化钛纳米棒阵列基底上的贴壁和增殖 |
| 2.3.4 干细胞在二氧化钛纳米棒阵列上的成骨分化 |
| 2.3.5 图案化二氧化钛纳米棒阵列调控干细胞定域定向分化 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 梯度分布的纳米羟基磷灰石构建物理/化学微环境调控干细胞梯度分化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料与方法 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 材料制备 |
| 3.2.3 材料表征 |
| 3.2.4 脂肪来源间充质干细胞的提取及培养 |
| 3.2.5 细胞活性检测 |
| 3.2.6 细胞成骨分化检测 |
| 3.2.7 数据统计分析 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 明胶微球和反蛋白石结构支架 |
| 3.3.2 梯度分布的羟基磷灰石纳米颗粒 |
| 3.3.3 机械强度梯度分布 |
| 3.3.4 PLGA/HAp支架的生物相容性 |
| 3.3.5 梯度分布的羟基磷灰石调控干细胞梯度分化 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 微环境中石墨烯量子点内吞作用对干细胞增殖、分化的影响及其机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料与方法 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 材料制备 |
| 4.2.3 材料表征 |
| 4.2.4 GQDs的内吞及其对干细胞增殖的影响 |
| 4.2.5 GQDs对干细胞成骨分化的影响 |
| 4.2.6 GQDs对干细胞成脂分化的影响 |
| 4.2.7 基因芯片分析 |
| 4.2.8 数据统计分析 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 GQDs的表征 |
| 4.3.2 GQDs和干细胞内吞相互作用 |
| 4.3.3 GQDs的生物相容性及其对干细胞增殖的影响 |
| 4.3.4 GQDs对干细胞成骨分化的影响 |
| 4.3.5 GQDs对干细胞成脂分化的影响 |
| 4.3.6 全基因表达与机制分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 结论 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 需要进一步解决的问题 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录及参与的科研项目 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 附件 |
四、Culture of neural cells on silicon wafer with nano-topography（论文参考文献）
- [1]纳米结构基底与细胞间相互作用对细胞行为及捕获的影响[D]. 孔金龙. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]无线电刺激诱导神经干细胞定向分化的研究[D]. 韩芳. 中国科学技术大学, 2021(08)
- [3]丝素蛋白仿生组织工程支架的成型、结构与性能研究[D]. 黄利. 东华大学, 2020(03)
- [4]粘弹性液晶细胞模型的构建及其影响rBMSCs行为的研究[D]. 吴友恒. 暨南大学, 2020(03)
- [5]细胞传感芯片设计制作及其对细胞中过氧化氢的测试[D]. 夏也. 重庆大学, 2019(01)
- [6]基于硅纳米线的场效应微探针与超柔性径向结光电器件的制备及生物应用研究[D]. 雷亚奎. 南京大学, 2019(04)
- [7]可控石墨烯支架对神经祖细胞的生物学研究[D]. 马迅. 中国科学技术大学, 2019(08)
- [8]高精度羊毛角蛋白微图案的设计构建及其应用[D]. 朱水洪. 厦门大学, 2019(07)
- [9]基于微/纳米毛细管的单细胞、单分子电化学分析[D]. 宋娟. 南京大学, 2019(06)
- [10]无机纳米材料构建物理/化学微环境调控干细胞命运[D]. 仇吉川. 山东大学, 2018(02)