本文關鍵詞：氧化石墨烯的制備、改性及其載藥的可行性研究

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【摘要】：石墨烯是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新型碳基單原子層二維晶體材料,具有獨特的結構和性質(zhì),以其為基礎的功能化改性,進而對其應用領域的不斷拓展和完善成為近年來一大研究熱點。石墨烯的改性及在生物醫(yī)學領域的應用,特別是改性石墨烯作為藥物載體的深入研究尤其值得關注。深入研究和探討對石墨烯功能化修飾及改性的方法,揭示載藥傳遞、釋放的機理、代謝途徑及細胞、分子機制,依然是一項極具價值及挑戰(zhàn)性的課題。本文正是基于這種現(xiàn)狀,以氧化石墨烯(GO)為主要的研究對象,對其制備、改性以及載藥的可行性進行了深入探討。本文的主要工作內(nèi)容如下:1.通過將傳統(tǒng)的Hummers法進行改良,增加了1000℃下的高溫膨化天然鱗片石墨粉和預氧化兩個步驟,制備得到了含氧量達57.59%的氧化石墨烯。采用傅里葉紅外光譜掃描儀(FTIR)、原子力顯微鏡(AFM)、拉曼光譜分析儀(Raman)以及X-射線粉末衍射儀(XRD)對其化學組分、形貌和結構進行表征,結果表明所制備的氧化石墨烯的厚度約為1nm,說明制備得到單層的氧化石墨烯。其片層大小從幾百納米到幾微米不等,片層之間有疊加情況發(fā)生。2.利用細胞破碎儀對GO水溶液進行超聲破碎,得到了粒徑均一,且氧化石墨片層無疊加狀況的穩(wěn)定分散液,通過反復實驗,基本實現(xiàn)了制備粒徑在100~500nm粒徑可控的氧化石墨烯分散液。分別接枝PEG或氨基化PEG實現(xiàn)對GO的官能團修飾。實驗結果表明,功能化后能顯著改善GO在磷酸鹽緩沖溶液(PBS)以及細胞培養(yǎng)液(MEMɑ)中的溶解性和穩(wěn)定性。通過體外細胞實驗研究GO-PEG對成骨細胞(MC3T3)的影響。結果表明,在濃度為5ug/mL時,培養(yǎng)7天,細胞的增長率為93.2%,說明其不具有明顯的細胞毒性。3.通過酰胺反應將葉酸(FA)接枝于GO,采用FTIR及紫外分光光度儀等表征手段,證明復合物接枝成功�？疾觳煌瑵舛鹊腉O-FA、GO溶液對乳腺癌細胞(MCF-7)的細胞毒性,以空白組做對照,當培養(yǎng)52小時后,大部分細胞生長良好,濃度為5ug/mL的GO-FA培養(yǎng)液對MCF-7的相對細胞存活率為85.7%,隨著時間的延長,GO-FA顯示出對細胞的高親和性,這說明了復合物載體不僅是低細胞毒性而且具備一定的靶向性。
【關鍵詞】：氧化石墨烯 功能化修飾 聚乙二醇 葉酸 細胞相容性
【學位授予單位】：暨南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11;TQ460.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 石墨烯9-12
• 1.1.1 石墨烯簡介9
• 1.1.2.石墨烯的制備方法9-12
• 1.2 氧化石墨烯12-17
• 1.2.1 氧化石墨烯簡介12-13
• 1.2.2 氧化石墨烯的結構13-14
• 1.2.3 石墨烯的功能化修飾14-17
• 1.3 石墨烯在生物醫(yī)藥方面的應用17-20
• 1.3.1 石墨烯在藥物和基因運輸中的應用18-20
• 1.4 本文的設計思路、研究方案和創(chuàng)新點20-23
• 1.4.1 本文的設計思路20-21
• 1.4.2 本文的創(chuàng)新點21-23
• 第二章 氧化石墨烯的制備23-33
• 2.1 前言23-24
• 2.2主要實驗數(shù)據(jù)及儀器24-25
• 2.2.1 實驗試劑24
• 2.2.2 實驗儀器24-25
• 2.3 實驗方法25
• 2.4 表征方法25-26
• 2.4.1 傅立葉變換紅外光譜分析（FTIR)25
• 2.4.2 X射線衍射測試25-26
• 2.4.3 原子力顯微鏡26
• 2.4.4 拉曼表征（Raman）26
• 2.4.5 元素分析儀26
• 2.5 結果與討論26-32
• 2.5.1 氧化石墨烯的含氧量分析26-27
• 2.5.2 氧化石墨烯的紅外光譜27-28
• 2.5.3 氧化石墨烯的X-射線衍28-29
• 2.5.4 氧化石墨烯的形貌分析29-31
• 2.5.5 氧化石墨烯的拉曼分析31-32
• 2.5.6 氧化石墨烯的分散性32
• 2.6 本章小結32-33
• 第三章 氧化石墨烯的尺寸分級與改性及其衍生物的生物相容性33-49
• 3.1 前言33-34
• 3.2 主要實驗試劑及儀器34-35
• 3.2.1 主要實驗試劑34
• 3.2.2 實驗儀器34-35
• 3.3 實驗方法35-36
• 3.3.1 氧化石墨烯的尺寸分級35
• 3.3.2 酯化反應制備不同粒徑的GO—PEG（GP2000）35
• 3.3.3 酰胺反應制備不同分子量的GO-PEG35-36
• 3.4 表征方法36-37
• 3.4.1 納米激光粒度儀36
• 3.4.2 熒光分光光度計36-37
• 3.4.3 傅立葉變換紅外光譜分析（FTIR)37
• 3.4.4 原子力顯微鏡（AFM）37
• 3.5 結果與討論37-48
• 3.5.1 氧化石墨烯的尺寸分級的表征37-41
• 3.5.2 酯化反應制備不同粒徑GO—PEG的 表征41-44
• 3.5.3 羧基化氧化石墨烯的表征44-45
• 3.5.4 酰胺反應制備GO—PEG的表征45-47
• 3.5.5 細胞存活率實驗分析47-48
• 3.5.6 細胞形態(tài)學實驗分析48
• 3.6 本章小結48-49
• 第四章 葉酸接枝氧化石墨烯的制備及對細胞毒性的研究49-60
• 4.1 前言49-50
• 4.2 主要實驗數(shù)據(jù)及儀器50-51
• 4.2.1 實驗試劑50
• 4.2.2 實驗儀器50-51
• 4.3 實驗方法51-52
• 4.3.1 葉酸接枝氧化石墨烯的制備51
• 4.3.2 細胞形態(tài)學研究51
• 4.3.3 MTT法測量GO-FA以及GO溶液對MCF—7的細胞毒性實驗51
• 4.3.4 材料以及細胞的熒光染色51-52
• 4.4 表征手段52-53
• 4.4.1 傅立葉變換紅外光譜分析（FTIR)52
• 4.4.2 紫外表征52
• 4.4.3 原子力顯微鏡52
• 4.4.4 倒置熒光顯微鏡52-53
• 4.5 結果與討論53-59
• 4.5.1 紅外分析53-54
• 4.5.2 紫外分析54
• 4.5.3 GO-FA形貌分析54-55
• 4.5.4 細胞形態(tài)學分析55-57
• 4.5.5 細胞存活率分析57-58
• 4.5.7 GO-FA載體靶向性分析58-59
• 4.6 本章小結59-60
• 第五章 全文總結60-61
• 參考文獻61-71
• 攻讀碩士學位期間的科研成果71-72
• 致謝72

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本文編號：916665