石墨烯和氧化石墨烯作为新的纳米载体在药物输送方面的应用

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石墨烯的生物医药应用

石墨烯的生物医药应用

石墨烯的生物医药应用石墨烯作为“材料之王”,吸引了大量学术界和产业界人士的研究和关注。

其应用之广,覆盖了从复合材料、柔性电子器件、催化、电池到生物医药等等诸多领域。

图1. 石墨烯、氧化石墨烯以及还原氧化石墨烯的分子结构在生物医药领域,石墨烯在药物递送、生物传感、组织工程三大领域尤其发挥重要作用。

制造生物医药器件的主要障碍在于:1)石墨烯规模化生产的标准化;2)石墨烯尺寸的控制;3)石墨烯团聚状态(层数)的控制;·石墨烯·分子筛·碳纳米管·黑鳞·类石墨烯·纳米材料江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一,现专注于石墨烯、·石墨烯 ·分子筛 ·碳纳米管·黑鳞 ·类石墨烯 ·纳米材料江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一,现专注于石墨烯、4)石墨烯氧化态的控制。

有鉴于此,Prato 等人对石墨烯在生物医药领域新的应用进展进行了综述,详细讨论了从石墨烯合成、功能化到体内/体外检测应用等过程,并对石墨烯的毒性以及石墨烯转移以及未来挑战进行了深入阐述。

图2. 物理剥离石墨制备石墨烯的方法·石墨烯·分子筛 ·碳纳米管 ·黑鳞 ·类石墨烯 ·纳米材料江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一,现专注于石墨烯、图3. 石墨烯和氧化石墨烯的药物递送过程图4. 基于石墨烯大的生物传感器·石墨烯·分子筛 ·碳纳米管 ·黑鳞 ·类石墨烯 ·纳米材料江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一,现专注于石墨烯、图5. 基于石墨烯的三维结构用于生物医药来源:纳米人Giacomo Reina, Ester Va ´zquez, Alberto Bianco, Maurizio Prato et al. Promises, facts and challenges for graphene in biomedical applications. Chemical Reviews 2017.。

石墨烯及氧化石墨烯的应用

石墨烯及氧化石墨烯的应用

石墨烯(Graphene)是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。

2004年由英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃消洛夫(Konstantin Novoselov)从高定向热解石墨(HOPG)中剥离出,此外,还可通过化学气相沉积(CVD)法,以及氧化石墨烯(GO)还原法等制备。

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景。

石墨烯的特性与应用
石墨烯狭义上指单层石墨,厚度为0.335nm,仅有一层碳原子。

但实际上,10层以内的石墨结构也可称作石墨烯,而10层以上的则被称为石墨薄膜。

石墨烯具有二维晶体结构,由六边形晶格组成。

石墨烯因为其特殊的结构,具有很多突出的性能:
石墨烯衍生物-氧化石墨烯
氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO )是石墨烯的氧化物。

经氧化后,其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼,可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

GO被还原后可以得到还原后的氧化石墨烯(rGO)。

GO中存在sp3碳原子,因此是绝缘体,但rGO是导电的,因此可用于电极材料。

GO的水溶液分散体系可以用作润滑剂,以降低金属表面的摩擦力。

GO负载的金属催化剂也可用于交叉偶联反应和加氢反应等。

石墨烯的生物医学应用研究

石墨烯的生物医学应用研究

石墨烯的生物医学应用研究石墨烯是一种由碳原子排列成的二维材料,具有高强度、高导热性、高电导率等独特的物理和化学特性,因此备受关注和研究。

近年来,石墨烯在生物医学领域也逐渐展现了其潜力,具有广阔的应用前景。

一、石墨烯在生物成像方面的应用石墨烯片可以作为一种生物标记物,由于其极高的表面积和高导电性,可以用于生物成像。

比如,在癌症诊断中,石墨烯可以被修饰成一种生物标记物,被注射到人体内,利用生物成像技术进行观察,从而实现早期癌症诊断。

另外,石墨烯也可以作为一种生物传感器,对周围的生物环境变化做出响应,这给医学科学带来了很多新的可能性。

二、石墨烯在药物传输方面的应用药物传输是临床治疗过程中的一个重要环节。

石墨烯的高比表面积和小体积使其易于与活体细胞进行相互作用,因此可以被用作一种载体,用于药物的传输。

同时,石墨烯还可以通过广谱抗菌、促进组织生长等特性,用于各种类型的治疗,并有望帮助实现对许多疾病的治愈。

三、石墨烯在组织工程方面的应用石墨烯不仅可以用于药物传输,还可以用作一种实用的组织工程材料。

石墨烯薄膜的高导电性和高强度为其增加了一些优秀的机械性能,因此在组织补充等方面有广泛的应用。

例如,用石墨烯薄膜来覆盖人体临时性固定的骨折,可以帮助快速增强治愈以及减少治愈时间。

四、石墨烯的安全性与应用前景石墨烯面临的问题之一就是其安全性问题。

虽然石墨烯在生物医学领域具有广泛的应用潜力,但是,还需要做出更多的研究和探索,以保证其使用安全性。

然而,在合理的使用下,石墨烯在未来将有不可低估的应用价值和市场前景。

石墨烯的高比表面积、高强度、高导电性、高化学活性和独特的细胞附着能力等物理、化学特性为其在医学领域的应用提供了无限可能。

五、结论总之,石墨烯在生物医学领域的应用前景广阔。

石墨烯的高导电性、高强度、高化学活性等特性赋予其许多生物学和药物学上的优秀性能,以及在组织工程和病原学上的普适性。

石墨烯虽然面临安全性问题,但只要合理使用,它是大有前途的一种生物医学材料。

石墨材料的生物医学应用研究进展

石墨材料的生物医学应用研究进展

石墨材料的生物医学应用研究进展石墨材料作为一种特殊的碳材料,在过去几十年里在多个领域中得到了广泛应用。

尤其是在生物医学领域,石墨材料的研究与应用受到了越来越多的关注。

石墨烯、石墨烯氧化物和石墨炔等石墨材料具有独特的物理和化学特性,使其具备了很大的潜力,可以用于药物输送、生物传感、组织工程等方面的应用。

在生物医学领域,药物输送系统是一项非常重要的研究方向。

石墨烯等石墨材料具有高比表面积和特殊的化学性质,可以作为药物输送的载体。

石墨烯氧化物被广泛用于药物传递系统,其大表面积有助于药物的吸附和负载,并能够改善药物的溶解性和生物可利用性。

同时,石墨烯氧化物还可以通过调节其表面的化学官能团来实现靶向输送,提高药物的有效性和安全性。

除了作为药物传递的载体,石墨材料还可用于生物传感应用。

石墨烯的高电导性和高化学活性使其成为传感器的理想材料。

通过修饰石墨烯表面的生物分子,可以将其应用于检测蛋白质、DNA和细胞等生物分子的存在和浓度。

石墨炔也被广泛应用于生物传感器中,其高度可控的化学反应活性和电导性使其成为检测和传感生物分子的敏感材料。

这些石墨材料的应用为快速、准确和灵敏的生物传感器的开发提供了强有力的支持。

除了这些方面的应用,石墨材料还可用于组织工程。

石墨烯作为支架材料可以用于修复和再生组织。

其高度可调的导电性和高比表面积能够模拟生物组织的特性,促进细胞附着、生长和分化。

石墨烯氧化物和石墨炔的导电性和化学活性使其成为生物传导体的理想选择。

石墨材料的导电性有助于传导生物电信号,并模拟生物组织中电生理活动的特性,可以用于组织修复和再生。

然而,石墨材料在生物医学应用方面仍面临一些挑战。

首先,石墨材料在生物体内的生物相容性和生物安全性问题需要进一步研究。

尽管石墨材料具有独特的物理和化学特性,但其长期影响和毒副作用仍然需要深入评估。

其次,石墨材料的合成和功能化方法仍然不够成熟。

石墨烯的大规模合成和制备方法需要不断改进和优化,以满足实际应用的需求。

石墨烯应用研究

石墨烯应用研究

石墨烯应用研究石墨烯是一种新型的材料,具有极高的导电、导热、强度和韧性等优异的物理特性,具有广泛的应用前景。

随着技术的不断进步,石墨烯的应用研究也不断深入。

本文将从化学、生物医学、电子等多个方面讨论石墨烯应用研究的最新进展。

一、石墨烯在化学领域的应用研究石墨烯在化学领域的应用主要集中在催化、电化学、气体吸附、分离等方面。

1、催化石墨烯催化具有优异的性能,可应用于各种有机反应和催化剂再生等领域。

石墨烯氧化物复合物催化剂具有较高的催化活性和选择性,可用于酯化、醇醚化、羧酸还原等反应。

石墨烯氧化物金属催化剂具有良好的电子传导性和催化活性,可用于酰化、还原和氢化反应等。

2、电化学石墨烯在电化学领域的应用主要包括电极、电容器和超级电容器等。

石墨烯的高导电性可用于电极材料的制备,广泛应用于电化学传感器、电解制氧和氢等领域。

同时,石墨烯的高比表面积也使其成为电容器和超级电容器的优良电极材料。

3、气体吸附石墨烯在气体吸附方面具有优良的性能,可用于气体分离和净化。

石墨烯具有较大的比表面积和孔隙结构,能有效地吸附气体分子。

石墨烯的高导电性和可调性也可用于气体传感器的制备。

二、石墨烯在生物医学领域的应用研究石墨烯在生物医学领域的应用主要包括生物成像、药物输运和组织工程等。

1、生物成像石墨烯具有极高的光学吸收和荧光特性,可用于生物成像和荧光标记。

石墨烯量子点具有优良的荧光特性,可以作为生物标记物,用于生物成像和荧光检测。

石墨烯纳米片的光学吸收特性与生物体的组织相似,可用于光声成像和光学成像等领域。

2、药物输运石墨烯具有高的比表面积和可调性的物理、化学性质,使其成为药物输运的优良材料。

石墨烯纳米片表面可修饰各种生物物质,可用于药物的靶向输送。

石墨烯氧化物纳米片表面具有丰富的羟基、羧基和氨基等基团,可用于药物分子的吸附和释放。

3、组织工程石墨烯的生物相容性良好,可用于组织工程和生物医学器械的制备。

石墨烯纳米片可作为支架材料,用于细胞培养和组织修复,具有良好的细胞附着性和增殖性。

石墨烯在医药中的应用

石墨烯在医药中的应用

石墨烯在医药中的应用石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维材料,具有高导电、高导热、高强度、高透明度等优异特性。

这些特性使得石墨烯在医药领域中具有广泛的应用前景。

本文将从药物输送、生物传感器和组织工程三个方面介绍石墨烯在医药中的应用。

一、药物输送1.1 石墨烯作为药物载体石墨烯具有大面积和高比表面积的特性,可以作为药物载体,将药物吸附在其表面或内部进行输送。

与传统的纳米材料相比,石墨烯具有更好的生物相容性和更低的毒性。

1.2 石墨烯修饰的纳米粒子将纳米粒子与石墨烯进行修饰可以提高其生物相容性和稳定性,同时还能够增加其吸附能力和靶向能力。

这种方法被广泛应用于抗癌药物输送系统中。

1.3 石墨烯氧化物将氧化后的石墨烯(GO)作为药物载体,可以通过其大量的羟基和羧基与药物相互作用,将药物吸附在其表面或内部进行输送。

同时,GO 还可以通过表面修饰实现靶向输送。

二、生物传感器2.1 石墨烯场效应晶体管(GFET)石墨烯场效应晶体管是一种基于石墨烯的传感器,可以检测微量分子、细胞和生物分子等。

其灵敏度高、响应速度快、可重复性好等特点使得其在生物传感领域中具有广泛的应用前景。

2.2 石墨烯纳米带(GNR)石墨烯纳米带是一种具有极高灵敏度和特异性的生物传感器。

它可以通过改变电子结构来检测微量生物分子,并且可以实现多重检测。

三、组织工程3.1 石墨烯支架将石墨烯制成支架形态,可以作为组织工程中的载体,用于修复组织缺损。

由于其高导电性和高透明度,可以促进神经再生和细胞增殖。

3.2 石墨烯纳米线石墨烯纳米线是一种具有高强度和高导电性的材料,可以用于组织工程中的电刺激。

通过将其与细胞培养基结合,可以促进细胞增殖和分化。

3.3 石墨烯基生物打印利用生物打印技术,可以将细胞和石墨烯纳米线一起打印成三维结构,用于组织工程中的人工器官修复。

总结:在医药领域中,石墨烯作为一种新型材料,具有广泛的应用前景。

从药物输送、生物传感器和组织工程三个方面介绍了其应用。

石墨烯材料在生物医学领域的应用

石墨烯材料在生物医学领域的应用

石墨烯材料在生物医学领域的应用石墨烯是一种由碳原子单层构成的新型纳米材料,具有极高的导电性、导热性和机械强度,且具有较高的生物相容性和生物可降解性。

这些特性使得石墨烯材料在生物医学领域具有广阔的应用前景。

本文将就石墨烯材料在生物医学领域的应用做简单的介绍。

一、生物传感石墨烯的高表面积和生物相容性使得它成为一种理想的生物传感器材料。

石墨烯的纳米结构能够增强蛋白质、DNA和小分子等生物分子的酶催化反应,并可以通过电子传导信号转换成电信号。

这种传感器的敏感性和选择性非常高,因而可广泛用于疾病诊断、药物筛选、生物监测等方面。

二、生物成像石墨烯材料具有极高的吸收性能和荧光发光性能,因此可以用于生物光学成像。

石墨烯改性后可以通过化学修饰在靶标分子表面引入荧光标记,从而实现对靶标分子的定位和可视化。

同时,石墨烯也可以作为MRI(磁共振成像)等生物医学成像技术的对比剂,具有较高的对比度和稳定性。

三、药物输送石墨烯材料的高表面积和生物相容性使它成为一种理想的药物输送系统。

石墨烯可以被用作药物包装材料作为药物传递的载体,同时还可以改善药物的生物利用度和稳定性。

石墨烯作为一种分子负载工具可以特异性地输送药物到癌细胞等病区域,减少对健康细胞的损伤,进一步提高治疗效果。

四、组织工程石墨烯材料可以和基质结合形成可注入的凝胶,使其可以在组织工程中作为一种生物支架。

石墨烯的生物可降解性和生物相容性可以避免免疫排斥和毒性反应。

石墨烯的高导电性和高导热性,可以促进组织细胞的生长和细胞分化,从而促进组织再生和修复。

结论石墨烯是一种独特的纳米材料,它的特性使得它成为生物医学领域的理想材料。

通过对石墨烯的合理改性和化学修饰,可以进一步提高其生物相容性和生物可降解性,从而广泛应用于生物传感、生物成像、药物输送、组织工程等领域,这为人们的健康和医学研究提供了极佳的帮助。

石墨烯在生物医学中的应用

石墨烯在生物医学中的应用

石墨烯在生物医学中的应用随着科技的不断进步,石墨烯作为一种新型材料,近年来引起了科学家们的广泛关注。

它的出现,不仅使得电子学、光电子学、能源领域等取得了重大突破,而且还为生物医学领域的研究提供了新思路。

本文将主要探讨石墨烯在生物医学中的应用。

一、石墨烯在医学图像方面的应用石墨烯具有高度的透明度和良好的电导性,使得它在医学图像方面得到广泛应用。

其导电性不仅可以用来制作高清晰度、灵敏度更高的电子设备,还可以用于制作更加精密的医疗成像设备,如磁共振成像(MRI)和X射线成像(CT),从而提高诊断效率。

同时,石墨烯还可以被用于光学成像。

由于石墨烯具有极高的吸光性,因此可以用于制作光学薄膜,这可能会将光学成像带入一个全新的高峰。

在肿瘤治疗等领域,通过光学成像可以实现更为精准的目标治疗,大大提高患者的治疗效果和生存率。

二、石墨烯在药物传递方面的应用传统的药物传递方式往往存在很多局限性,如生物不稳定性、纳米颗粒毒性、免疫反应等等。

而石墨烯作为一种极具生物兼容性的材料可以用于解决这些问题。

一方面,石墨烯可以作为一种载体,将药物负载到石墨烯基质中,以达到更好的药物释放效果。

另一方面,石墨烯可以通过其独特的血脑屏障通透性,在治疗中极其有用。

因此,石墨烯可能成为一种有效的新型药物传递系统,改变当前药物传递技术的局限性。

三、石墨烯在医疗器械方面的应用石墨烯可以增强各种医疗器械的特性,包括手术工具、外科手术植入物、人工器官等。

石墨烯材料非常强劲,所以可以制造出更坚固的医疗器械,同时石墨烯还具有抗菌、抗氧化和生物相容性等特性,这使得石墨烯材料非常适合用于医疗器械领域。

四、石墨烯在细胞工程和组织再生方面的应用细胞工程和组织工程是生物医学领域的前沿科技之一,石墨烯作为一种新型材料也可以被应用到这些领域。

通过将石墨烯材料应用于细胞工程和组织再生领域,可以创造新的模型,从而更好地研究和理解生物学和物理学之间的交互作用。

此外,石墨烯还能够促进细胞生长和减少细胞死亡,从而促进人体细胞的自我修复和再生。

石墨烯载体材料在药物传递中的应用研究

石墨烯载体材料在药物传递中的应用研究

石墨烯载体材料在药物传递中的应用研究石墨烯,是一种由碳原子构成的二维材料,具有高度的导电性、导热性和机械强度,被广泛研究和应用于能源、电子、材料等领域。

近年来,石墨烯在药物传递领域的应用也备受瞩目。

石墨烯载体材料可以作为药物传递的一种载体,通过与药物的结合,实现对药物的保护、释放和传递,为药物的治疗效果提高提供了新的思路。

本文将详细讨论石墨烯载体材料在药物传递中的应用研究进展。

一、石墨烯的表面修饰石墨烯作为一种纯碳材料,具有很强的亲油性和亲水性,难以与药物进行特异性结合,这就需要对石墨烯进行表面修饰,增强其对药物的亲和力。

常用的表面修饰方法包括化学修饰和物理修饰。

化学修饰的方法包括氧化、磷酸化、羟基化等,通过引入不同的官能团,增强石墨烯表面的亲水性和亲电性,从而实现对药物的特异性结合。

物理修饰的方法包括转移双臂、立体辅助修饰等,通过在石墨烯表面引入立体空间结构,增强其与药物的结合力度和稳定性。

二、石墨烯载体材料在肿瘤治疗中的应用肿瘤治疗是石墨烯载体材料在药物传递中的重要应用领域之一。

石墨烯通过与化疗药物的结合,实现对药物的特异性输送至肿瘤细胞,增强其治疗效果。

同时,石墨烯还可以通过促进免疫系统的活化,增强机体对肿瘤的免疫力,从而达到更好的治疗效果。

近年来,临床研究表明,石墨烯载体材料可以增强化疗的抗肿瘤效果,降低化疗的副作用,是一种十分有前景的肿瘤治疗方法。

三、石墨烯载体材料在心血管疾病治疗中的应用心血管疾病是当今常见的疾病之一,传统的药物治疗方法存在着药物缺乏特异性、治疗效果差等缺点。

石墨烯载体材料通过与心血管疾病相关的药物的结合,实现对药物的输送,可以提高药物的特异性和治疗效果。

据研究显示,石墨烯载体材料可以有效提高抗凝血的药物的作用时间,改善血液循环,降低心血管疾病的发病率和死亡率。

四、石墨烯载体材料在神经系统治疗中的应用神经系统疾病是当今严重威胁人类健康和生存的疾病之一,常规治疗方法效果有限。

石墨烯在医药中的应用

石墨烯在医药中的应用

石墨烯在医药中的应用引言石墨烯(Graphene)是一种由碳原子组成的二维单层晶体材料,具有超强的机械性能、良好的导电性和导热性,以及较大的比表面积。

这些独特的性质为其在医药领域的应用提供了广阔的可能性。

石墨烯在医药中的应用涉及多个方面,包括药物传递、生物传感、组织工程、癌症治疗等。

本文将详细介绍石墨烯在医药领域的具体应用情况,包括应用背景、应用过程和应用效果等。

药物传递石墨烯作为一种纳米材料,其具有较大的比表面积和高度可调控的物理和化学性质,使其成为一种理想的药物传递载体。

石墨烯可以通过物理吸附和共价键等方式与药物相互作用,实现药物的高效传递和靶向释放。

应用背景药物传递是指将药物转运到疾病部位以实现治疗效果的过程。

传统的药物传递系统存在药物稳定性差、剂量不精确、治疗效果差等问题。

因此,科学家们开始寻找新的药物传递载体,石墨烯便成为了一个备受关注的候选材料。

应用过程石墨烯在药物传递中的应用通常需要将其表面进行修饰,以提高其溶解性、稳定性和生物相容性。

常见的修饰方法包括共价键修饰、非共价键修饰和复合修饰等。

修饰后的石墨烯可以与药物相互作用,通过物理吸附或共价键结合等方式实现药物的传递和释放。

应用效果石墨烯作为药物传递载体具有以下优点: 1. 高效性:石墨烯具有较大的比表面积和高度可调控的性质,可以提高药物的载荷量和释放速度,从而增加药物在体内的浓度。

2. 靶向性:通过修饰石墨烯的表面,可以实现对药物的靶向传递,从而减少对正常细胞的损伤,提高治疗效果。

3. 生物相容性:经过适当修饰的石墨烯可以减少对人体的毒副作用,提高其在医药领域中的安全性。

4. 多功能性:石墨烯可以通过修饰不同的官能团实现多种功能,如药物输送、成像、光热治疗等。

生物传感石墨烯的导电性和导热性使其成为一种理想的生物传感器材料。

石墨烯基的生物传感器可以实现对生物分子的高灵敏检测,从而在疾病诊断、生物学研究和环境监测等领域发挥重要作用。

石墨烯的生物医学应用研究

石墨烯的生物医学应用研究

石墨烯的生物医学应用研究石墨烯是一种由碳原子构成的二维薄膜材料,具有优异的导电性、导热性、力学性能和化学稳定性等特点。

近年来,石墨烯在生物医学领域受到了广泛关注,被认为是一种有潜力的生物医学材料。

本文将从石墨烯在生物医学领域的应用现状、石墨烯在药物传递和成像方面的应用、石墨烯在生物传感和医学诊断方面的应用三个方面进行讨论。

一、石墨烯在生物医学领域的应用现状石墨烯具有良好的生物相容性和生物降解性,具有广泛的应用潜力。

目前,石墨烯主要应用于生物医学领域的药物传递、生物传感和医学诊断等方面。

二、石墨烯在药物传递和成像方面的应用1.石墨烯在药物传递方面的应用石墨烯具有良好的物理和化学特性,以及良好的生物相容性和生物降解性,可以作为一种良好的药物载体。

石墨烯在药物传递方面的应用已经成为一个热点话题。

石墨烯可以通过纳米化的方式制备成纳米复合材料,将药物分子包含在其内部,形成具有良好稳定性和可控性的药物纳米粒子,可以用于靶向给药和释放药物等方面,提高药物的治疗效果和减少其毒副作用。

2.石墨烯在成像方面的应用石墨烯的化学结构和物理性质注定了其在成像方面具有良好的应用前景。

石墨烯单层具有较高的吸光度和荧光强度,在近红外区域具有良好的透过性,可以用于近红外区域的生物成像。

此外,石墨烯还能够作为一种对比剂,用于生物体内的核磁共振成像(MRI)。

三、石墨烯在生物传感和医学诊断方面的应用1.石墨烯在生物传感方面的应用生物传感是一种将生物与电子、光学、机械技术相结合的技术。

石墨烯具有良好的生物传感性能,可以用于生物传感器的制备。

石墨烯的传感机理主要包括直接接触和阻抗变化两种:直接接触是利用石墨烯表面与生物分子的接触产生的物理或化学变化进行生物传感;阻抗变化是利用石墨烯电性的变化来传感生物分子。

石墨烯的生物传感器可以应用于生物分子的检测、生物分析和临床检查等方面。

2.石墨烯在医学诊断方面的应用石墨烯具有较高的导电性和导热性,以及较好的生物相容性和生物降解性,可以用于医学诊断方面。

石墨烯-新型纳米材料在生物医药领域的应用

石墨烯-新型纳米材料在生物医药领域的应用
3.4组织工程材料
组织工程材料是组织再生支撑和模板,目前在组织工程研究中广泛使用,包括来自生物体的天然生物材料和人工合成的聚合物生物材料等。栋近年来,石墨烯材料成功地用于创伤愈合、再生医学、干细胞设计和组织工程。支撑材料的表面性能控制细胞的粘附和分化行为,具有高弹性、高强度和灵活性等优良特性,使其非常适合组织工程支撑,可大大提高现有支撑材料的生物相容性,促进骨髓间充质干细胞向成骨方向分化。石墨烯类材料具有良好的导电性,可被应用于促进干细胞向心肌方向分化与心肌细胞增殖的支架材料中。由于碳纳米管的几何形状很高,类似于人类心脏组织细胞外基质的结构,这种基质与聚乳酸-羟乙酸(PLGA)材料相结合,研究了这种基质对心肌细胞的影响,研究结果表明,心肌细胞结合的密度比非结合的基质大5倍,这表明这种基质能够有效地促进心肌细胞的扩散。
1概述
(1)疾病早期诊断:利用纳米技术制作小型诊断仪器并将其植入体内,以便准确地实时观察身体状况,并记录和分析相关信息;2)精确治疗疾病:使用纳米技术纳米化常规治疗药物,大大提高疗效,减少剂量,减少副作用;3)疾病免疫:利用纳米探针倡议检测病毒、细菌和主动灭活,消除源头传染病的发生。雇主医学具有多学科、多学科的特点,包括化学、材料、纳米技术和医学等一系列学科。为了帮助了解纳米技术的知识背景、发展状况和未来趋势,从纳米材料、生物技术、生命科学和医学应用的角度介绍纳米技术、生物效应和生态毒理学等基本概念。更重要的是,该课程的教学和研讨会使新生对纳米技术有了更好的了解,并更好地了解他们未来的职业发展。
[4]王苗苗,赵静,张建安,吴明元,吴庆云,杨建军.纳米多孔炭球的制备及应用进展[J].炭素技术,2018,37(01):1-5.
4展望
随着纳米技术研究的深入,特别是新理论的形成,纳米技术诊断和治疗疾病的新方向将会出现。在人工智能、三维印刷、生物医学、大数据分析和生物信息学等领域,根据原始纳米增溶、目标管理或感官分离等现有理论,将纳米技术与纳米技术结合起来,将为纳米技术的进一步蓬勃发展提供机会,并带来卫生部门的全新革命。在新的理论指导下,纳米技术将得到振兴,全面提高各种疾病的临床治疗效率,并进一步改进人类疾病的诊断、预防和治疗的科学进程。

通过“点击化学”对石墨烯和氧化石墨烯进行功能化改性

通过“点击化学”对石墨烯和氧化石墨烯进行功能化改性

通过“点击化学”对石墨烯和氧化石墨烯进行功能化改性一、本文概述随着科学技术的不断发展,石墨烯和氧化石墨烯这两种二维纳米材料因其独特的物理和化学性质,在能源、生物医学、电子器件等领域展现出广阔的应用前景。

然而,原始的石墨烯和氧化石墨烯往往缺乏足够的反应活性或功能基团,限制了其在某些特定领域的应用。

因此,对石墨烯和氧化石墨烯进行功能化改性,以引入所需的反应活性或功能基团,已成为当前研究的热点。

“点击化学”作为一种高效、高选择性的合成方法,具有反应条件温和、产物纯度高、操作简便等优点,为石墨烯和氧化石墨烯的功能化改性提供了新的途径。

本文旨在探讨通过“点击化学”对石墨烯和氧化石墨烯进行功能化改性的方法及其潜在应用。

我们将介绍“点击化学”的基本原理,概述石墨烯和氧化石墨烯的基本性质,分析功能化改性的必要性,并重点讨论利用“点击化学”进行功能化改性的具体策略、实验步骤以及改性后材料性能的表征方法。

我们将展望石墨烯和氧化石墨烯功能化改性在各个领域的应用前景,以期推动相关领域的研究和发展。

二、石墨烯和氧化石墨烯的制备在探讨如何通过“点击化学”对石墨烯和氧化石墨烯进行功能化改性之前,首先需要理解如何制备这两种关键的碳纳米材料。

石墨烯,作为一种二维的碳纳米材料,其制备通常涉及从石墨中剥离出单层碳原子。

最常用的制备方法是机械剥离法,即通过使用胶带反复剥离石墨表面,直到获得单层石墨烯。

化学气相沉积(CVD)法也是制备大面积石墨烯的有效方法,它通过在高温下分解含碳气体,使碳原子在金属基底上沉积形成石墨烯。

而氧化石墨烯(Graphene Oxide, GO)则是石墨烯的氧化形式,其制备通常通过化学氧化石墨的方法实现。

最常用的氧化剂包括高锰酸钾(KMnO4)和浓硫酸(H2SO4)。

在这个过程中,石墨被氧化,形成带有含氧官能团(如羧基、羟基和环氧基)的氧化石墨烯。

这些官能团赋予了氧化石墨烯更好的亲水性和可加工性,使其在生物医学、能源储存和转换等领域有广泛的应用前景。

石墨烯应用到医疗产品的案例

石墨烯应用到医疗产品的案例

石墨烯应用到医疗产品的案例
石墨烯在医疗产品领域的应用是一个备受关注的话题。

石墨烯作为一种新型的纳米材料,具有许多独特的物理和化学特性,使其在医疗产品中具有广泛的应用前景。

下面我将从多个角度介绍石墨烯在医疗产品中的案例。

首先,石墨烯在医疗成像方面的应用。

由于石墨烯具有优异的导电性和光学性能,可以用于制造更灵敏的生物传感器和医学成像设备。

石墨烯纳米材料可以用于制造更灵敏的生物传感器,用于检测生物分子和细胞,有助于早期疾病的诊断和治疗。

同时,石墨烯在医学成像设备中的应用也备受关注,例如石墨烯氧化物可以用于制造更清晰的医学影像,提高医学诊断的准确性。

其次,石墨烯在医疗材料方面的应用。

石墨烯具有优异的机械强度和柔韧性,可以用于制造医疗材料,如人工骨骼、人工关节和医用纤维等。

石墨烯的高强度和高导热性使得其在医疗材料中具有广阔的应用前景,可以提高医疗器械的性能和使用寿命。

此外,石墨烯在药物输送方面的应用也备受关注。

石墨烯氧化物等功能化石墨烯材料可以作为药物的载体,用于靶向输送药物到
特定的组织和细胞,提高药物的疗效和减少副作用。

石墨烯纳米材料还可以用于制造新型的药物释放系统,实现药物的持续释放和控制释放,有助于提高药物的治疗效果。

总的来说,石墨烯在医疗产品中的应用具有广泛的前景,涉及医学成像、医疗材料和药物输送等多个领域。

随着石墨烯材料制备和功能化技术的不断发展,相信石墨烯在医疗产品中的应用将会得到进一步的拓展和深化。

希望我的回答能够帮助到你。

石墨烯在生物医学领域中的应用研究

石墨烯在生物医学领域中的应用研究

石墨烯在生物医学领域中的应用研究石墨烯(Graphene)是由一层碳原子构成的二维材料,在它诞生的时候就引起了学术界的高度关注。

作为一种新型材料,石墨烯具有很高的导电性、导热性及机械强度,被认为是21世纪最具应用前景的材料之一。

近年来,石墨烯在生物医学领域的应用研究也引起了人们的极大兴趣。

一、石墨烯在生物医学领域的优势1.1高度可控性石墨烯至今已被广泛研究,并得到了大量的应用。

它有着出色的材料特性,具有独特的物理、化学和生物学特性。

相较于其他材料的特性,石墨烯具有更好的可控性和灵活性。

这意味着石墨烯可以被制作成各种形状、大小和结构,从而可以满足各种不同的生物医学应用需求。

1.2良好的生物相容性生物相容性是材料在生物体内的耐受性和生物不相容性的程度。

与碳纳米管等材料相比,石墨烯具有更好的生物相容性和生物稳定性。

这种材料对生物组织和细胞没有毒性和免疫原性,并且不会引发不良反应,这使得它成为一种理想的生物医学应用材料。

1.3优良的电化学特性石墨烯具有非常好的电化学特性,它的高导电性和高比表面积使得其成为一种理想的电化学传感器材料。

同时,通过功能化修饰可以使石墨烯的表面上具有不同的化学官能团,从而实现对不同种类物质的高灵敏度监测。

二、石墨烯在生物医学领域中的应用2.1药物传输石墨烯可以用作药物载体,在药物传输方面具有非常广阔的应用前景。

在药物传输的过程中,石墨烯纳米片可以被修饰,增加其与药物的相互作用,从而提高药物的载量、缩短药物释放时间和增加药物的稳定性。

与传统的药物传输材料相比,石墨烯纳米片具有保持药物活性不变和减少药物副作用的优势。

2.2生物传感器石墨烯可以用作生物传感器的制作材料,主要是因为它具有优秀的导电性和电化学特性。

石墨烯纳米片可以作为传感器的电极或传感元件,对微量生物分子、微生物和其他生物体内活性物质的检测具有极高的灵敏度和特异性。

同时,在制备生物传感器的过程中,利用石墨烯的高度可控性可以更好地控制传感器的灵敏度和特异性。

石墨烯的新应用

石墨烯的新应用

石墨烯的新应用石墨烯是一种由碳原子构成的单层图案,它具有许多奇特、独特的物理和化学特性。

自从石墨烯被发现以来,科学家们就一直在探索使用它所带来的巨大潜力。

石墨烯的新应用涉及到许多领域,包括医疗、电子、环境、生物和能源等等。

在本文中,我们将讨论石墨烯的新应用,包括其在生物医学领域、电子和能源领域的应用及其环境保护功能。

一、石墨烯在生物医学领域的应用随着科技的不断进步,石墨烯在生物医学领域的应用越来越普及。

由于其高度可控的化学和物理性质以及生物相容性,石墨烯已成为生物医学领域中不可或缺的一部分。

石墨烯可以被用来做纳米材料制品,如药物输送和图像诊断。

它可以作为一种灵活的药物输送载体,将药物准确地输送到体内,提高药物的疗效并减少副作用。

此外,石墨烯也可以被用作X光、MRI和CT扫描等成像技术中的对比剂,可以提高诊断的准确度和精度。

此外,石墨烯还被用来制造生物传感器。

生物传感器是一种能够感知体内临床指标变化的技术。

石墨烯生物传感器可以测量血液、尿液和唾液中某些物质的含量,借此来监测健康状况和疾病发展情况。

石墨烯生物传感器的优点在于其高灵敏度和高选择性。

二、石墨烯在电子和能源领域的应用石墨烯在电子和能源领域中的应用潜力也非常巨大。

石墨烯的高导电性和高透明度使其成为制造透明电极的理想材料。

此外,石墨烯也可以作为超级电容器的材料。

超级电容器是一种存储电能的设备,它们比电池更加可靠,能够经受更多的循环次数和更高的温度。

在超级电容器中使用石墨烯可以提高电容器的功率密度和能量密度,同时也提高其循环寿命。

三、石墨烯在环境保护领域的应用除了用于医学和电子设备外,石墨烯还可以用于环境保护。

石墨烯薄膜可以被用来制造高效的水处理设备,可在水中去除污染物并提高水的质量。

此外,石墨烯还可以被用来制造空气过滤器,可以有效地去除空气中的有害物质,如二氧化硫、氮氧化物和甲醛等。

总结:石墨烯的新应用贯穿各行各业,其中包括生物医学领域、电子和能源领域以及环境保护领域。

细谈石墨烯纳米材料在药物释放和基因传递中的应用论文

细谈石墨烯纳米材料在药物释放和基因传递中的应用论文

细谈石墨烯纳米材料在药物释放和基因传递中的应用论文 1 引言Geim 和Novoselov在xx 年发现了石墨烯,石墨烯是一种由sp2 杂化的碳原子连接的单原子层的新型二维原子晶体。

石墨烯具有比表面积大、良好的电导性和热传导等优点,已报道了石墨烯氧化物和石墨烯在物理、化学、生物和材料科学等不同领域的应用。

石墨烯的功能化包括共价键功能化和非共价键功能化,其中石墨烯的共价功能化有石墨烯的聚合物功能化和石墨烯的小分子功能化,石墨烯的非共价功能化包含有π-π堆垛相互作用,疏水作用,静电作用等非共价键作用,使修饰分子对石墨烯进行表面功能化,形成稳定的分散体系。

研究表明石墨烯是一种有前景的材料,有潜力应用于药物传递、骨组织工程支架、移植、生物传感器等。

本文探讨了石墨烯基材料在药物释放和基因传递领域的应用。

2 药物释放利用石墨烯的高比表面积、π-π堆积、静电作用以及疏水作用来实现难溶性药物的高负载量,Liu 等[2]是最早在这领域进行研究的研究者之一,他们合成负载了喜树碱( CPT) 衍生物SN38 的聚乙二醇( PEG) -功能化的纳米石墨烯氧化物( NGO) ,NGO-PEG-SN38 复合物既保持了SN38 优良性能也表现出了良好的水溶性。

在HCT-116 细胞中,该复合物也具有较高的细胞毒性,比CPT 强1000 倍,这导致了许多研究组对石墨烯基复合材料在药物传递中的应用展开了一系列的研究。

在另一项研究中,他们也探索了含有共轭结构PEG-NGO 的rituxan( 抗体CD20 + ) 的靶向给药,也对体外非共价π-π堆积负载阿霉素( DOX) 的PEG-NGO共轭型和pH 值依赖型的药物释放进行了研究。

一般情况下,纳米载体是与细胞膜相互作用以及通过内吞作用进入细胞内的。

石墨烯功能化已成功地用于开发释放药物在细胞质内的刺激响应性纳米载体。

例如Kim 等利用谷胱甘肽( GSH) 的近红外( NIR) 、酸性pH 值和高细胞内水平来进行DOX 中的包质交付。

生物医学中氧化石墨烯的运用综述-化工论文-化学论文

生物医学中氧化石墨烯的运用综述-化工论文-化学论文

生物医学中氧化石墨烯的运用综述-化工论文-化学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:氧化石墨烯现已成为生物医学应用中最有前途的生物材料, 具有较高的载药能力, 在基因递送、生物成像、光动力治疗、免疫增强、抗菌作用上都已成为研究热点。

主要介绍氧化石墨烯在生物医学领域的应用研究进展。

关键词:氧化石墨烯; 载药; 生物成像; 免疫增强剂; 生物医学;Abstract:Graphene oxide has become the most promising biomaterial in biomedical applications.Due to its high drug loading capacity, it has been a research hotspot in gene delivery, bioimaging, photodynamic therapy, immune enhancement and antibacterial activity.In this review, the research progress of graphene oxide in biomedicine was mainly introduced.Keyword:graphene oxide; drug loading; bioimaging; immune enhancement; biomedicine;0 引言氧化石墨烯(graphene oxide, GO) 是迄今发现的最薄、最牢固的材料, 具有极高的电、热、光传导性, 在电子、生物医学等领域有着广泛的应用前景[1]。

石墨烯经氧化后, 其上含氧团增多而使性质较原来的石墨烯更加活泼, 可经由各种与含氧团的反应而改善本身性质[2]。

氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料, 具有聚合物、胶体、薄膜以及两性分子的特性。

氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质, 因为其在水中具有优越的分散性, 但是, 氧化石墨烯具有两亲性, 从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布[3]。

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石墨烯和氧化石墨烯作为新的纳米载体在药物输送方面的应用摘要在过去的几年里,石墨烯材料在生物医学方面的应用(包括药物输送)发展迅速。

由于其独特的性质:二维的平面结构、巨大的表面积、化学和机械稳定性、极好的导电性和良好的生物相容性,作为在生物医药方面最有前景的生物材料之一,石墨烯和氧化石墨烯受到了广泛的研究。

这些特性使得在先进的药物输送系统的设计和提供广泛的治疗输送方面有领号的应用前景。

在这篇评论中,我们概述了该领域的最新研究进展,并简要描述了当前对于石墨烯材料纳米载体及其生物相容性和毒性的改性方法。

紧随其后的是对一些诱人例子的概括总结,这些例子证实了它们对抗癌药物和基因输送的可行性。

此外,我们还对基于控制机理的新的药物输送概念进行了讨论,其中包括靶向目标和pH值的模拟,化学相互作用,热、光和磁感应等。

最后,本文总结了所述内容,对该领域未来的发展前景和挑战得出了一个简要结论。

1.引言开发新的和有效的药物输送系统,以改善治疗药物的治疗概况和疗效是现代医学所面临的关键问题之一。

纳米科学和纳米技术的进步,使得新的纳米材料得以合成,促进了许多新药物输送系统的发展。

近年来石墨烯的发现引起了人们日益增加研究关注,来探索这种新材料在药物输送方面的应用。

石墨烯是碳原子SP2杂化堆积成的单层二维蜂窝状晶格结构,自从2004年被发现以来,它已经引起了整个科学界的巨大兴趣。

由于其独特的化学结构和几何结构,石墨烯具有非凡的物理化学性质, 包括高杨氏模量、高断裂强度、优异的导热和导电能力、载荷子的快速迁移率、高比表面积和良好的生物相容性。

这些性质使得石墨烯在广泛的应用范围中都是理想的材料,包括量子物理学、纳米电子学、能源研究,纳米复合材料的催化和工程和生物材料等。

在生物医药领域,作为一种新的生物材料石墨烯及其复合物在广泛的应用范围上提供了令人兴奋的机遇,包括新一代生物传感器、药物输送载体、细胞和生物成像探针。

石墨烯是其他石墨材料的基本构建单位,可构成具有不同几何图形的石墨材料(图1),如绕成球形结构(零维富勒烯),卷成一维结构(碳纳米管)或堆积成三维层状结构(石墨)。

以这种角度来考虑,石墨烯类似于富勒烯和碳纳米管,只是层数、直径、长度和表面化学不同。

石墨烯由单层的六元环π-π共轭结构构成,在概念上可视为平面芳香高分子。

这种平面结构使其有能力固定大量的物质,包括金属、药物、生物分子、荧光探针和细胞。

因此,毫不奇怪石墨烯在纳米医学和生物医学应用中引起了人们巨大的兴趣,经过适当改性的石墨烯可以作为一个很好的药物输送平台并用于抗癌药物/基因、生物传感、生物成像、抗菌应用、细胞培养和组织工程等。

与碳纳米管相比,石墨烯表现出某些重要的性质,如价格低廉、可表面修饰、比表面积大、不含有毒金属离子。

因此,石墨烯已经开始威胁到碳纳米管在许多应用中的统治地位,包括药物输送,并表现出低毒性和高生物相容性。

在给药的情况下,一个例子是石墨烯纳米材料的载药比例(装载药物和载体的重量比)可以达到200%,与纳米粒子和其他药物输送系统相比,这个比例是相当高。

戴的小组在2008年首创工作证明,通过非共价键的物理吸附,聚乙二醇功能化的氧化石墨烯可以用作一种新型的药物纳米载体来装载抗癌药物并具有体外细胞摄取能力。

过去的五年里,石墨烯和氧化石墨烯和石墨烯的衍生物在药物输送的应用方面受到了许多其他研究小组的关注。

在这个新兴领域里,研究工作方面的显著增加是显而易见的,这可以通过每年数以百计的相关出版物(包括最近的一些评论)看出。

在本文中,我们总结和讨论了石墨烯和氧化石墨烯在药物输送方面最近的发展进步。

首先,我们简要描述了用于发展纳米载体来装载药物必需的关键参数,这些载体是基于对石墨烯及其衍生物的表面改性和功能化,随后我们讨论了相关的毒性和生物相容性。

其次,我们举出了在药物输送应用方面最新研究进展的例子,这些研究进展包括不同治疗药物的输送如抗癌药物、DNA、基因、靶向输送的概念、控制和药物释放的模拟(PH值、温度、光和磁性)和用于联合治疗和成像的石墨烯纳米衍生物的设计。

最后,我们得出结论,总结了这个研究领域最近的进展和未来的发展远景趋势。

2.石墨烯和氧化石墨烯用作药物载体:概念及挑战在过去的二十年中,人们研究了不同尺寸、形状和化学组成的各种纳米材料作为治疗药物的纳米载体,包括金属和金属氧化物的纳米粒子、聚合物胶束、脂质体、树枝状聚合物和碳纳米管。

其中,由于性质上的优势,作为一种新的、有竞争力的药物输送系统,石墨烯和氧化石墨烯在系统的、靶向的、局部的药物输送系统上有很大的应用潜力。

图2是石墨烯和氧化石墨烯作为纳米药物输送平台装载小分子药物、抗体、DNA、蛋白质和基因的简图。

石墨烯纳米材料在药物输送和生物方面的应用与它们的性质紧密相关,这些性质包括比表面积、层数、横向尺寸、表面化学和纯度。

石墨烯的比表面积(高达2600m2.g-1)其它已研究的用于药物输送的纳米材料的比表面积的五倍。

基本上,单层的石墨烯是一个极端的例子,在这种情况下,每一个原子都暴露在表面,与其他纳米材料相比它使得药物装载能力能够显著更高。

氧化石墨烯及石墨烯的层数和厚度比较重要,这有以下几个原因。

层数较多将减少它们的表面积但将增加刚度以满足石墨烯纳米材料载体所需的细胞渗透。

石墨烯纳米材料的横向维度并不影响其比表面积和药物负载能力,但是其尺寸会对相关的细胞吸收、肾清除率、血脑障壁交通、生物降解和其他取决于粒子尺寸的生物现象有一定限制。

尽管人们对二位平面纳米结构材料的毒性及细胞摄取并没有很好了解,单横向尺寸和形状对毒性可能有重大的的影响。

基于先前对纳米粒子和碳纳米管的研究,载体与细胞/巨噬细胞的内化和相互作用取决于几个关键参数,包括大小、形状、表面化学性质和带电量。

形状显然扮演一个非常重要的角色,尤其是因为石墨烯和氧化石墨烯有一个独特的二维形状与平面形态,而这种平面形态并不存在于生物系统中。

这是完全不同于球体形状纳米颗粒)和管状形状(碳纳米管、石棉纤维),因此这个问题在未来需要解决。

刚度是另一个保持药物载体结构完整性的重要结构参数,但同时如果石墨烯和氧化石墨烯的结构太硬则又会损害细胞。

因此为了减少这种影响,降低石墨烯和氧化石墨烯的刚度是很重要的,这可能是药物输送应用过程中的一个障碍。

就表面化学而言,原始的石墨烯高度疏水并且在水中分散性较差,这要求使用表面活性剂或对其进行表面改性以应用于生物方面。

相对比,氧化石墨烯是亲水的,可分散在水中形成稳定的胶体。

石墨烯纳米材料的选择性生产路线可能会引入许多杂质,包括来自于高锰酸盐、硝酸盐、硫酸盐、过氧化氢、肼、硼氢化表面活性剂和一些低分子重量的氧化碎片的残留物,它们都可能会有生物负面效应并可能显著影响其毒性。

一般来说,石墨烯和氧化石墨烯在药物输送应用的成功设计需要解决很多上述讨论的问题。

首先是需要作什么修改以得到具有最优载药能力的高效纳米载体。

第二个是确认或改善它们的生物相容性和毒性,这是至关重要的,需要在临床应用前进行研究。

第三是设计一个系统,能够以可控的方式释放药物,并且在特殊位点最优化药物用量以进行成功治疗。

近年来,体内试验取得了富有前景的结果,这些问题方面取得的显著进展对新的给药系统的设计是有利的。

2.1.石墨烯和氧化石墨烯的合成石墨烯可以使用自底向上的合成方法如化学气相沉积法、电弧放电法和SiC 中外延增长法。

这些方法可以用来获得高质量的原始石墨烯以进行传递物理学和其他属性的研究,但并未扩大规模用于商业生产。

最常见的适应大规模生产石墨烯和氧化石墨烯的方法基于自顶向下法,如使用机械、物理和化学对石墨进行剥离,这种方法由Hummers采等人用强酸和强氧化剂等率先使用。

这些方法需要对石墨的芳香结构大量氧化以削弱石墨烯片之间的范德华相互作用力,其次是在溶液中进行剥落和分散。

产生的多层或单层氧化石墨烯具有高密度的OH和COOH 基团,需要进一步还原以将氧化石墨烯还原成还原氧化石墨烯(R-GO)或石墨烯。

然而,通过这种方法制得的氧化石墨烯,由于强烈的氧化条件通常保留了更多的缺陷和并且几何形状不受控制。

基于表面活性剂、电化学而是用使用更温和的方法优化剥落过程,正在和其他方法一起来使这个具有挑战性的问题向绿色、低浪费、可伸缩的和低成本方向转化。

2.2.石墨烯和氧化石墨烯的表面改性和功能化石墨烯的溶解度的主要的问题及氧化石墨烯的部分问题是它们在水溶液中的分散性仍然有限。

这对石墨烯来说尤为关键,因为它具有高度疏水性,并且没有对分散在水溶液中很重要的含氧亲水集团。

尽管氧化石墨烯溶于水,在生理盐水中盐的存在下,由于电荷屏蔽效应,这个问题会加剧。

众所周知,要构建伴有良好的生物相容性并在生物系统中具有控制行为的药物载体,纳米材料的表面化学是关键。

因此,石墨烯和氧化石墨烯的改性对建立理想的石墨烯药物载体意义重大。

用于表面改性两个主要方法是通过共价或非共价方法,其方法已得到相关的探索和确定。

共价法通常是借助一些技术,如原子掺杂或与含氧基团反应通过破坏石墨烯的不饱和结构来达到目的。

相比之下,非共价法则借助于范德华力和静电结合力,该方法不影响石墨烯的自然结构,看起来更加通用。

这些方法被广泛用于碳纳米管的表面改性,并成功地应用到石墨烯和氧化石墨烯的改性及功能化。

表面修改应用于药物输送最重要的例子在表1中列出如下。

2.2.1.共价法修改通过共价化学结合法对石墨烯和氧化石墨烯进行表面改性是可行的,这是因为在石墨烯晶格反应中存在的去缺陷和活泼的含氧基团可作为反应位点。

共价修改可以借助于几种不同的方法,包括亲核取代、亲电加成、凝结和加成。

亲核取代反应中主要的活性位点是氧化石墨烯上的环氧基,这使得含有未成对电子氨基等能够进攻这些环氧基并与之相结合。

这是一个在室温下发生以水为介质的简单反应,因此是一种可大规模用于石墨烯改性的很有前景的方法,可用的改性剂包括所有类型的脂肪族和芳香族胺、氨基酸、胺终止生物分子,硅烷偶联剂、聚合物、酶、离子液体和纳米粒子。

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