国际伊比利亚纳米技术实验室Andrea Capasso课题组--原代神经元与不同结构和电导率的石墨烯薄膜之间的相互作用

在这项工作中，研究了不同特性的石墨烯薄膜对原代皮层神经元的生长和成熟的影响。通过化学气相沉积制备了石墨烯薄膜，逐渐降低温度从1070到650°C以改变晶格结构和相应的电导率。两种具有不同电学性能的石墨烯基薄膜被选择，并作为基底用于生长原代皮层神经元：i）高度结晶和导电（在1070°C下生长）和ii）高度无序且导电性降低140倍（在790°C下生长）。电子和荧光显微镜成像表明，两者基底上都显示出极佳的神经元存活能力，以及发展了一种成熟，结构化和惊奇的网络，无论其微观结构和导电性如何。该研究结果表明，对于石墨烯基神经元界面，其本身高电导率并不是必须条件，而应考虑其他物理化学特征，包括原子结构功能性，生物友好性。这一发现拓宽了碳基材料在神经科学领域中的应用。

Figure 1. a）具有TLM几何形状的石墨烯FET的光学图像。b）不同背栅电压时的输出曲线，c）相同装置在不同通道长度时的转移曲线。

Figure 2. 790°C下生长石墨烯的TEM表征。a-b）由两个混合碳质相组成的石墨烯薄膜的TEM图像，（c-d）多晶和单晶区域较高分辨的TEM图。

Figure 3. a) G1070和 b) G790两个样品的AFM 图。

Figure 4. 对神经元存活能力的研究。a）老鼠的原代皮层神经元在不同载体上生长14天，b）通过计算定量评估其存活能力，c）不同载体上细胞的SEM图。

Figure 5. 生长在不同石墨基底上的原代神经元的被动和主动特性。

该研究工作由国际伊比利亚纳米技术实验室Andrea Capasso课题组于2020年发表在Adv. Funct. Mater.期刊上。原文：Interactions between Primary Neurons and Graphene Films with Different Structure and Electrical Conductivity。