用于生物传感应用的高深宽比金刚石纳米柱阵列上的神经元生长
神经元与认知
2023-07-18 v2 应用物理
量子物理
摘要
在活细胞培养中以同时高空间和时间分辨率监测神经元活动，对于增进对我们大脑发育与功能的理解以及进一步洞察脑疾病的起源至关重要。尽管已证明金刚石中氮空位(NV)中心的量子传感能力可实时检测海洋无脊椎动物大型神经元的动作电位，但哺乳动物神经元(尺寸小得多，因而产生低得多的信号并需要更高空间分辨率)的量子监测迄今仍难以实现。在此背景下，金刚石纳米结构化可提供将金刚石平台灵敏度提升至所需水平的机会。然而，此前缺乏关于纳米结构化金刚石表面对神经元存活与生长影响的全面分析。在此，我们用大规模纳米柱阵列图案化单晶金刚石表面，并成功证明其上活体功能性原代小鼠海马神经元网络的生长。我们对几何参数的研究表明，神经元沿纳米柱栅格轴线优先生长，且细胞膜与纳米柱顶端之间接触良好。我们的结果表明，可在金刚石纳米柱上定制神经元生长，以实现具有亚细胞分辨率的宽场无标记神经元活动记录的纳米光子量子传感平台。
引用
@article{arxiv.2207.09903,
title = {Neuronal growth on high-aspect-ratio diamond nanopillar arrays for biosensing applications},
author = {Elena Losero and Somanath Jagannath and Maurizio Pezzoli and Valentin Goblot and Hossein Babashah and Hilal A. Lashuel and Christophe Galland and Niels Quack},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.09903},
year = {2023}
}
备注
26 pages. 10 figures