pH诱导聚多巴胺表面质子化作用机理及其细胞黏附行为  被引量:2

The mechanism of pH-induced polydopamine films surface protonation and cell adhesion behavior

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作  者:谭帼馨[1] 欧阳孔友 周蕾[2] 刘燕[1] 范敬德[1] 李伟平[2] 张兰[3] 宁成云[2] 

机构地区:[1]广东工业大学轻工化工学院,广州510006 [2]华南理工大学材料科学与工程学院,广州510641 [3]西安交通大学金属材料国家重点实验室,西安710049

出  处:《中国科学:化学》2016年第4期373-381,共9页SCIENTIA SINICA Chimica

基  金:国家重点基础研究发展计划(编号:2012CB619100);国家自然科学基金(编号:51372087);广东省自然科学基金(编号:2015A030313493);广东省工业高新技术领域科技计划(编号:2014A010105048);西安交通大学金属材料强度国家重点实验室开放研究项目(编号:20141607)资助项目

摘  要:通过电化学聚合在钛基材表面构建聚多巴胺膜层,探讨了pH诱导聚多巴胺膜表面质子化/去质子化及其电势电荷的变化特性,并研究了其对骨髓间充质干细胞(BMSCs)的早期黏附行为的影响.利用拉曼光谱和场发射扫描电镜证实,通过电化学方法在钛表面可构建均匀致密的聚合多巴胺膜层;电化学及动力学分析表明,不同pH介质条件下,聚多巴胺膜的界面电阻不同,且其随着pH的增大而增大,质子化的聚多巴胺有利于电荷累积;原子力显微镜结果表明,质子化和去质子化的聚多巴胺膜表面电势,在不同p H环境下具有可逆周期性变化的特性;探讨了膜层质子化作用对BMSCs的黏附作用机理,表明质子化的聚多巴胺钛表面带正电荷更有利于细胞的黏附和铺展,且具有良好的细胞相容性.In this paper, polydopamine films were deposited on titanium surface by electropolymerization method. The change of surface potential for the p H effects on the amino and catechol groups was investigated. The experimental results showed that the interface resistance of polydopamine films increased with the increase in p H, and the protonation of polydopamine exhibited higher charge storage capacity at pH 3.0. The surface potential of polydopamine was switched from 349±3.8 to 601±13.9 m V after protonation/deprotonation cycles, resulting the reversible change of surface potential under acidic(pH 3.0) or alkaline(pH 11.0) conditions. Moreover, the in vitro effect of the p H-induced protonation/deprotonation of polydopamine films on behavior of cells was studied. The protonation of polydopamine also accelerated the cell spreading response manifested by extensive flattening and an increase in mean cellular area. The surface protonation process increased in the cell adhesion activity were correlated with previously demonstrated the positive charge of polydopamine films at pH 3.0.

关 键 词:电化学聚合 聚多巴胺 质子化/去质子化 表面电势电荷 骨髓间充质干细胞 

分 类 号:Q2-33[生物学—细胞生物学] O631[理学—高分子化学]

 

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