激光全息细胞成像系统HoloMonitor M4在纳米材料中的应用

纳米技术在1959年首次由Richard P. Feynman提出。现在，纳米技术广泛应用于日常生活中，例如三星和苹果的最新款手机，其芯片大小为28nm。20世纪60年代，发现了一种半导体纳米线生长的方法，半导体纳米线通常1-10μm长，直径在100nm之下。

近年来科学家开始注意到纳米阵列在生物方面的应用，例如电极，生物传感器，细胞注射及应用于抗病菌方面，对理解纳米线与细胞之间的关系提出了新的要求。这篇文章探讨了细胞与纳米线之间的相互作用，纳米线是怎么影响细胞。我们研究了纳米线的大小对细胞行为的影响。研究发现增加纳米线的长度可以减少细胞迁移和干扰细胞分裂。细胞与50纳米线相互结合抑制细胞的迁移。纳米线密度的增加对细胞的迁移和分裂影响很小，当纳米线的密度超过2000纳米线/细胞时，细胞仍然与纳米线的顶端结合，但是存在着细胞迁移。假设控制纳米线的大小可以控制细胞迁移和增殖的程度。我们的研究结果可以进一步用来限制纳米线在细胞生物学中应用的副作用。本研究所用的纳米系统的好处之一就是GaP的带隙能量大，使得波长在549nm以上的光可以透过。大部分其它的半导体基质的带隙能量低，不能透过光。

激光全息细胞成像系统 HoloMonitor M4在实时追踪细胞运动轨迹方面具有独特优势，单细胞追踪，还可以实时绘制运动轨迹。HoloMonitor M4使用波长为633nm的激光作为光源，该基质两面有抛光晶面，可以透过GaP基质，对细胞成像。

结果

当细胞培养在长度（1.5μm、4μm和6.7μm）不同的纳米线（直径为80nm,密度为1μm-2）时，细胞表现出依赖于长度的迁移模式（图2 a、b、c 所示），在1.5μm长的纳米管上时，细胞移动很快。当细胞培养在不同纳米管密度的基质上时，当纳米管的密度为50-100纳米管/细胞时，细胞的移动受到限制。

小鼠成纤维细胞L929细胞培养在纳米管上，图3结果表明长的(6.7 μm)或者密度大(4 μm-2)的纳米管明显减少细胞的增殖速率，而短的(直径80 nm, 长1.5-3.8 μm, 密度1 μm-2)或者密度小的（直径80 nm，长3.8 μm，密度0.1-1 μm-2）的纳米管与对照组相比，对细胞增殖影响程度小。