細胞梯度作為生命體系的典型特征之一，對胚胎發(fā)育、組織工程和醫(yī)用植入材料等學科的研究具有重要的意義。但是，到目前為止，通過制備生物粘附可控界面來實現(xiàn)細胞梯度的快速有效產(chǎn)生仍然具有一定挑戰(zhàn)。在中國科學院、國家自然科學基金委和科技部的大力支持下，中國科學院化學研究所有機固體院重點實驗室的科研人員，在細胞梯度和粘附可控方面取得了新進展。
在前期的研究工作中，受細胞表面納米偽足的啟發(fā)，研究人員發(fā)展了一系列三維納米結構界面，如硅納米線、分形金納米結構和聚苯乙烯軟納米線等�；诩毎砻媾c三維納米結構間存在的拓撲相互作用，這些設計的生物界面可以實現(xiàn)血液中癌細胞的高效捕獲和粘附調(diào)控(Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 3084；Adv. Mater. 2011,23, 4376；Adv. Mater. 2013, 25, 922; J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 7603; Adv. Mater.2013, 25, 3566;NPG Asia Materials. 2013, 5, e63)。
最近，為了解決傳統(tǒng)三維納米基片的不透明性，科研人員發(fā)展了一種水下透明納米材料的簡單制備方法。他們以煙灰為模板，構筑了一種新型的具有分形結構的納米二氧化硅涂層。研究結果表明，這種納米涂層不僅可以非常有效地從血液中直接捕獲循環(huán)腫瘤細胞，并且其具有水下高度透明的特性，可以通過簡單的光學顯微技術實現(xiàn)對捕獲的循環(huán)腫瘤細胞實時監(jiān)測（Adv. Healthc. Mater. 2013, 3, 332）。
進一步的，研究人員通過梯度沉積法，在普通的玻璃表面上構筑了一種具有梯度結構的分形納米二氧化硅涂層。研究結果表明：由于二氧化硅涂層的納米拓撲梯度結構，細胞對基底的粘附性將沿著納米梯度表面而增加。這樣，僅僅在細胞培養(yǎng)的30分鐘之后，就實行了細胞梯度快速而有效的產(chǎn)生。這一產(chǎn)生細胞梯度的方法與以往的不同之處在于：它不需要任何化學分子的修飾，僅僅依靠納米拓撲結構來實現(xiàn)對細胞粘附的調(diào)控。這一誘導細胞梯度產(chǎn)生的方法具有操作簡單和可適用于多種材料（如鋁片和鈦板等）的特點，為粘附可控納米界面的設計提供了很好的理論指導。相關成果發(fā)表在《德國應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed ，2014, 53, 2915）上。
細胞梯度在分形納米梯度結構表面的快速產(chǎn)生
