發(fā)布時(shí)間：2017-04-09 13:13

  本文關(guān)鍵詞：氧化石墨烯的合成、表征、功能化及其與生物大分子相互作用和生物相容性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石墨烯（graphene，G）是由單層碳原子以SP2雜化形式存在的二維（2D）蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)，氧化石墨烯（graphene oxide，GO）是石墨烯的一種衍生物，其表面含有的豐富含氧官能團(tuán)和π-π堆積等作用力，為其進(jìn)一步功能化和與生物大分子非共價(jià)結(jié)合提供充足的活性位點(diǎn)，有望成為理想的水溶性藥物和酶的載體。本文合成了GO并進(jìn)行表征和功能化，對(duì)GO與辣根過(guò)氧化物酶（horseradish peroxidase，HRP）和葡萄糖氧化酶（glucose oxidase，GOD）的相互作用及其生物相容性開展了一系列的研究，主要包括以下幾個(gè)方面： 1、氧化石墨烯的制備和表征 利用控制氧化劑用量的改進(jìn)Hummers法和中低溫超聲輔助法合成GO。通過(guò)XRD和AFM表征發(fā)現(xiàn)，控制石墨和KMnO4用量比為1:10的情況下，，合成的GO顆粒最小。進(jìn)一步采用循環(huán)伏安曲線、紫外可見吸收光譜（UV-Vis）、傅里葉紅外光譜（FT-IR）、熒光光譜（fluorescence spectrum）、掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）等對(duì)石墨和GO進(jìn)行了表征。結(jié)果表明GO具有明顯的二維平面結(jié)構(gòu)，在水溶液中能夠均勻地分散，縱向尺寸在1.5nm左右，接近單原子層厚度，同時(shí)其表面存在褶皺結(jié)構(gòu)，有利于自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，該結(jié)構(gòu)的存在也為后期研究GO與蛋白的相互作用提供了可能。 2、氧化石墨烯固載酶及其性能評(píng)價(jià) 以GO為載體，研究了HRP、GOD與GO的相互作用，合成了HRP/GO和GOD/GO并評(píng)價(jià)固定化酶的性能。AFM表征顯示HRP和GOD能與GO有效結(jié)合。利用紫外可見吸收光譜法評(píng)價(jià)固定化酶催化活性時(shí)發(fā)現(xiàn)GO對(duì)底物、酶和產(chǎn)物均有不同程度的吸附。研究發(fā)現(xiàn)順序注射-閥上實(shí)驗(yàn)室-化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)是評(píng)價(jià)HRP/GO和GOD/GO催化活性的可靠平臺(tái)，并將其應(yīng)用于葡萄糖的檢測(cè)，檢出限為0.05μmol L-1。 3、氧化石墨烯的改性及其細(xì)胞毒性研究 對(duì)GO進(jìn)行功能化改進(jìn)得到GO-COOH，并將氨基聚乙二醇修飾在GO-COOH表面，形成聚乙二醇功能化的GO（PGO）。Zeta電位表明三者在水中均能穩(wěn)定存在但略有不同，穩(wěn)定性依次為GO-COOHGOPGO。觀察了GO、GO-COOH和PGO在水、PBS緩沖溶液和細(xì)胞培養(yǎng)液分散系中不同時(shí)間的穩(wěn)定性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PGO在三種分散劑中穩(wěn)定性最好。在此基礎(chǔ)上，我們考察了GO和PGO對(duì)于肝細(xì)胞的毒理學(xué)性質(zhì)，結(jié)果表明，PGO對(duì)肝細(xì)胞的毒性最小，具有良好的生物相容性。
【關(guān)鍵詞】：氧化石墨烯 酶 順序注射-閥上實(shí)驗(yàn)室-化學(xué)發(fā)光 生物相容性
【學(xué)位授予單位】：遼寧師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：O613.71
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 氧化石墨烯簡(jiǎn)介8-11
• 1.1.1 氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)特征9-10
• 1.1.2 氧化石墨烯的制備方法10-11
• 1.1.3 氧化石墨烯的表征11
• 1.2 氧化石墨烯的功能化研究11-14
• 1.2.1 氧化石墨烯的共價(jià)功能化12-14
• 1.2.2 氧化石墨烯的非共價(jià)功能化14
• 1.3 基于氧化石墨烯的生物傳感器14-17
• 1.3.1 基于氧化石墨烯的光生物傳感器14-17
• 1.3.2 基于氧化石墨烯的電化學(xué)生物傳感器的應(yīng)用17
• 1.4 順序注射-閥上實(shí)驗(yàn)室技術(shù)簡(jiǎn)介17-19
• 1.5 本論文的選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容19-20
• 2 氧化石墨烯的制備和表征20-31
• 2.1 引言20-21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分21-23
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器21
• 2.2.2 材料與試劑21
• 2.2.3 GO 的制備21-22
• 2.2.4 GO 的結(jié)構(gòu)表征22-23
• 2.3 結(jié)果與討論23-30
• 2.3.1 GO 的結(jié)晶狀態(tài)和形貌23-27
• 2.3.2 GO 的光電特性27-30
• 2.4 小結(jié)30-31
• 3 氧化石墨烯固載酶及其性能評(píng)價(jià)31-50
• 3.1 引言31-34
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分34-36
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器34
• 3.2.2 材料與試劑34-35
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法35-36
• 3.3 結(jié)果與討論36-49
• 3.3.1 GO 與 HRP、GOD 相互作用的形貌表征36-37
• 3.3.2 紫外可見吸收光譜法評(píng)價(jià) HRP/GO 的催化活性37-42
• 3.3.3 化學(xué)發(fā)光法評(píng)價(jià) GO 固載酶的催化活性42-49
• 3.4 小結(jié)49-50
• 4 氧化石墨烯的改性及其細(xì)胞毒性研究50-57
• 4.1 引言50-51
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分51-53
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器51
• 4.2.2 材料與試劑51-52
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)方法52-53
• 4.3 結(jié)果與討論53-56
• 4.3.1 GO、GO-COOH、PGO 的紅外光譜53
• 4.3.2 GO、GO-COOH、PGO 的 zeta 電位表征53-54
• 4.3.3 GO、GO-COOH、PGO 的穩(wěn)定性54-55
• 4.3.4 MTT 法檢測(cè)細(xì)胞毒性55-56
• 4.4 小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況65-66
• 致謝66

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