《Journal of Biotechnology》：Evaluation of synthesized borophene; potential toxicity on BAX/BCL-2, Il-1, and IL-10
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•通过化学气相沉积（CVD）在玻璃盖玻片基底上生长了27nm多孔硼烯，该材料具有高度兼容性。•表征测试：光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱（EDX）、拉曼光谱、X射线衍射（XRD）和原子力显微镜（AFM）。•通过MTT检测、总抗氧化能力（TAC）、总氧化
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通过化学气相沉积（CVD）在玻璃盖玻片基底上生长了27nm多孔硼烯，该材料具有高度兼容性。
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表征测试：光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱（EDX）、拉曼光谱、X射线衍射（XRD）和原子力显微镜（AFM）。
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通过MTT检测、总抗氧化能力（TAC）、总氧化状态（TOS）以及BAX、BCL-2、IL-1和IL-10的测量，在24小时后评估细胞反应。该材料在作为植入物、主动脉支架等生物材料评估方面具有前景。
引言
随着2015年二维硼烯的发现，硼基纳米结构因其高电导率、光学透明度和热导率，在毒性评估、生物医学传感器、诊断平台、医疗设备、湿度检测器和气体传感器等生物医学应用领域引起了广泛关注（Hou等，2023，Kaneti等，2021，Liu等，2020，Liang等，2023，Wang等，2019）。尽管硼烯展现出强大的多功能潜力，但详细研究——尤其是生物医学和医疗应用方面——仍然有限（Sahoo等，2023，Rahman等，2023，Xie等，2020）。
据报道，二维硼烯的制备技术包括化学蚀刻、机械剥离、物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）（Allendorf等，2009，P.等，2013，Yi和Shen，2015，Sielicki等，2022）。在这些方法中，CVD被认为是硼烯膜生长高度适用的方法，因其具有简单性、可扩展性以及对压力、反应温度、前驱物比率和气流速率等关键参数的精确可控性。由于硼（定义为原子级和晶体硼）具有金属特性，它可以促进均质成核和生长，通过催化效应，特别是在金属基底支撑系统中（Güng?r等，2022，Tai等，2015）。此前的研究已展示了在银、金和铜等金属基底上通过CVD生长硼烯膜，以及在石英基底上的晶体生长（Wu等，2022，Alharbi等，2022，Tian和Yang，2021）。
然而，使用相对昂贵或特殊的基底可能会限制硼烯的可及性和更广泛的应用。在此背景下，在低成本、易获取且易于处理的基底上开发硼烯尤为值得关注。据我们所知，本研究首次展示了在低成本非晶玻璃盖玻片基底上进行均质且厚度可控的CVD硼烯生长。层状玻璃的使用为传统金属和石英基底提供了简单经济的替代方案，并可能促进硼烯在更广泛的实验和生物医学应用中集成。
除了基底相关的创新性之外，硼烯的生物医学适用性和毒理学行为仍了解不足（Hasham等，2023a）。特别是，关于硼烯暴露后氧化应激、凋亡信号通路和炎症反应的全面评估仍然有限。在此前的研究中，硼涂层表面已被调查用于细胞粘附、氧化应激标志物、细胞因子表达和细胞死亡通路与植入物应用的关系（Idumah，2023，Duo等，2021a）。最近，Liang等展示了通过化学气相沉积在镍箔上生长的χ?相硼烯可作为高灵敏度和功能性传感平台，其硼烯同质结展现出卓越的室温NO?传感性能、广泛的检测能力和长期稳定性（Liang等，2025）。这些发现进一步突出了硼烯在先进传感技术方面的功能潜力，并表明，在适当的表面功能化和全面的生物相容性和毒理学评估之后，其高灵敏度和功能响应性也可能与未来的生物医学监测和诊断应用相关（Hasham等，2023b，Duo等，2021b）。
特别是，目前尚无综合研究评估硼烯的类石墨烯细胞毒性行为、凋亡信号通路以及包括IL-1和IL-10在内的细胞因子反应。理解细胞环境中氧化剂与抗氧化剂的平衡对于生物医学应用至关重要，因为它直接反映细胞应激反应和活力（Czarniewska等，2023）。此外，通过BAX和BCL-2等关键生物标志物调控凋亡通路对于确定硼烯是否诱导或抑制程序性细胞死亡至关重要。此外，硼烯暴露引起的潜在炎症反应是评估其在生物医学系统中生物相容性的关键参数。因此，本研究的主要目的是系统研究CVD生长的硼烯对氧化应激反应、凋亡信号通路和细胞因子表达谱的影响，特别是IL-1和IL-10，以评估其生物医学潜力。
章节摘要
扫描电子显微镜（SEM）分析
采用扫描电子显微镜（SEM）结合能量色散X射线光谱（EDX）研究了生长在层状玻璃基底上的硼烯结构的表面形貌和元素组成。在真空条件下的SEM测量中，加速电压（EHT）设置为16 kV，以确保足够的信号强度和高分辨率成像。如图1a所示，SEM分析揭示了硼烯膜结构的均匀分布。
讨论
采用BAX/BCL-2、IL-1和IL-10标志物对层状玻璃基底上CVD生长的硼烯进行了毒性评估研究。硼烯此前已成功生长在铜和金等金属基底上，主要由于其金属行为以及在导电表面上有利的成核特性（Güng?r等，2022，Tian和Yang，2021）。此外，在石英基底上也报道了硼烯生长，石英提供了晶体表面；然而，这样的
材料
所有试剂均为分析级，未经进一步纯化即使用。元素硼（纯度98%，痕量金属基准，ABCR）、氧化硼（纯度98%，痕量金属基准，ABCR）、改良Eagle培养基（DMEM）、胎牛血清（FBS）、抗生素和二甲基亚砜（DMSO）均购自Sigma Aldrich（美国密苏里州圣路易斯市）。IL-1、IL-10、BAX和BCL-2 ELISA试剂盒购自Elabscience（美国德克萨斯州）。
结论
本研究使用BAX/BCL-2、IL-1和IL-10生物标志物研究了CVD生长的硼烯的潜在细胞毒性。通过优化CVD生长参数，首次在文献中实现了在层状玻璃基底上的均质且近乎完整的硼烯涂层。合成的硼烯结构通过光学显微镜、拉曼光谱、SEM、EDX、XRD和AFM分析进行了全面表征，确认了其结构和形貌特征。
缩略语
本文使用以下缩略语：
| CVD | 化学气相沉积 |
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| SEM | 扫描电子显微镜 |
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| EDS | 能量色散X射线光谱 |
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| XRD | X射线衍射 |
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| AFM | 原子力显微镜 |
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| MTT | 3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四氮唑溴化物检测 |
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| TAC | 总抗氧化能力 |
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| TOS | 总氧化状态 |
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| ELISA | 酶联免疫吸附测定 |
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| PBS | 磷酸盐缓冲液 |
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| DMEM | 改良Eagle培养基 |
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| FBS | 胎牛血清 |
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| DMSO | 二甲基亚砜 |
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| BAX | Bcl-2相关X蛋白 |
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| BCL-2 |
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CRediT作者贡献声明
Mehmet Bay：写作——审阅与编辑，写作——原稿撰写，方法论，形式分析。Sidika Genc：写作——审阅与编辑，写作——原稿撰写，方法论，数据整理。Sina Rouhi：写作——审阅与编辑，写作——原稿撰写，软件，方法论，调查研究。Kubra Karabulut：写作——审阅与编辑，写作——原稿撰写，资源，方法论。Esmanur Nigde：写作——审阅与编辑，写作——原稿撰写，资源，方法论，数据整理。
利益冲突声明
作者声明，不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
Mehmet Bay | Sidika Genc | Sina Rouhi | Kubra Karabulut | Esmanur Nigde | Feridun Ay | Nihan Kosku Perkgoz | Ali Taghizadehghalehjoughi
