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石墨烯與磷脂之間的作用——摘要、介紹
來源：上海謂載 瀏覽 860 次 發(fā)布時間:2021-11-11
摘要
氧化石墨烯 (GO) 已證明 在生物醫(yī)學領域的各種有前途的應用。 但 關于 GO 如何與細胞膜相互作用的信息或 模型系統(tǒng)仍然極其有限。 也是未知數(shù) GO 在與脂質(zhì)相互作用時會自我定向。 在這項研究中， Langmuir 單層技術應用于空氣- 研究水/水界面的性質(zhì)和方向 GO 和脂質(zhì)模型之間的相互作用。 五脂 （DODAB、DSEPC、DSPC、DSPA 和 SA）具有相同的 18-碳烷基鏈但不同的電荷頭基被有意選擇以使可能的相互作用合理化。 實驗結(jié)果表明，這種相互作用是由極性頭部基團和 GO 之間的靜電相互作用控制的。 GO 可以摻入帶正電荷的脂質(zhì) DODAB 和 DSEPC 的單層，但不能摻入中性或負電荷的脂質(zhì) 帶電脂質(zhì)（DSPC、DSPA 和 SA）。 當 GO 被注入到帶正電荷的單層下面的亞相中時 脂質(zhì) DODAB 和 DSEPC，觀察到不同的表面壓力行為。 “edge-in”而不是“edge-in”的方向模型 提出了“face-in”來解釋GO對DODAB單層的吸附。
介紹
石墨烯，一種單原子厚的 sp2 平面片 -雜交 碳原子，最近引起了極大的關注 由于其新穎的光學，各種研究和應用， 機械、電子、熱和生物特性。1,2 氧化石墨烯 (GO) 具有類似的原子級薄結(jié)構(gòu) 石墨烯，但含有大量的含氧 官能團，例如邊緣的羧基和羥基 和基面上的環(huán)氧樹脂。1 GO 已經(jīng)證明 在生物傳感和生物醫(yī)學領域的優(yōu)勢應用 由于其特殊的物理和化學性質(zhì)，如 低成本制造工藝，豐富的膠體性質(zhì)，高 吸附性和通用熒光猝滅。 3-6 最后 幾年見證了GO的巨大進步或功能化 GO 作為一種有效的方式來傳遞治療分子 生物活性肽、蛋白質(zhì)、核酸抗癌 藥物。4,7,8 GO 也被用于生物傳感，3,9 成像，10?12 實時監(jiān)測蛋白酶活性、13,14 和近紅外 癌癥和阿爾茨海默病的光熱治療。 15-17
GO在生物系統(tǒng)中的應用需要解決 GO 和細胞成分之間可能的相互作用，例如 作為膜。 膜是自然的二維 (2-D) 屏障，物理分隔細胞的內(nèi)部環(huán)境 從外部環(huán)境來看。 作為主要結(jié)構(gòu)部件 在細胞膜中，磷脂參與多種 生物反應，如細胞粘附、離子電導率、 疾病相關反應，以及信號和 材料。 18 以前的研究報告說，GO 可能是 應用于細胞成像以及藥物和基因傳遞， 表明它可能進入細胞。8,10,11 但關于 GO 如何與細胞膜或模型系統(tǒng)相互作用的研究仍然存在 19 也得到了不一致的結(jié)果 GO 的細胞毒性以及它如何進入細胞膜。 20,21 而且，與球形或管狀納米材料相比， GO 是一個極薄的層（~1 nm），具有很大的表面積 和不規(guī)則的形狀。 1 目前尚不清楚 GO 如何定向 自身與細胞膜相互作用時。 因此它是 從根本上了解理解的本質(zhì) GO 與各種脂質(zhì)模型之間的相互作用。 這樣的 知識可以為未來提供更多信息 GO在生物和生物醫(yī)學領域的應用。
除了 GO 在生物傳感和生物醫(yī)學方面的應用 使用 GO 和其他一些方法研究、構(gòu)建和組織細觀或宏觀定義明確的復合材料 組件已被證明是簡單而有用的 超級電容器等電子器件的制備方法 電極、導電聚合物和場效應器件。 22-24 因此，理解和操縱交互， GO 與其他對象之間的定向和結(jié)構(gòu)控制 復合材料中的成分對于 潛在的制造和應用。
Langmuir 單層膜和 Langmuir-Blodgett (LB) 膜在 空氣-水/水界面是典型的二維 (2-D) 表面化學方法，廣泛應用于 兩親分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)研究 空氣-水/水界面，例如蛋白質(zhì)和脂質(zhì)。 25-27 這些方法的一個顯著特點是層結(jié)構(gòu)的內(nèi)在和精確控制，直到分子 等級。 由于羧基的去質(zhì)子化 GO 片的邊緣，22,28 靜電相互作用是預期的 帶負電荷的 GO 和帶電荷的脂質(zhì)之間。 空氣- 水/水界面有望作為一個完美的 研究脂質(zhì)和 GO 之間相互作用的游樂場， 因為兩親脂質(zhì)很容易將自己定位在 極性/帶電基團的界面合并在 親水性水相，而非極性部分面對 朝氣相。
在這項研究中，為了理解和定義性質(zhì) GO和脂質(zhì)模型之間相互作用的方向和方向 具有不同頭部基團的朗繆爾單層技術 應用于空氣-水/水界面以表征 分子堆積、吸附和偶極子等性質(zhì) 片刻。 具有相同烷基鏈長度的五種脂質(zhì)（18 碳）但不同的電荷和頭基是 選擇合理化可能的相互作用。 所有烷基 本研究中使用的脂質(zhì)有 18- 碳鏈消除終端可能的影響 烷基，如方案 1 所示。 Langmuir-Blodgett 薄膜 轉(zhuǎn)移到基板上以進一步表征 使用原子力顯微鏡的單層形態(tài) （原子力顯微鏡）。
方案 1. 脂質(zhì)和氧化石墨烯的化學結(jié)構(gòu)
