石墨烯基納米復(fù)合材料的制備、胞吞及對(duì)細(xì)胞功能的影響.pdf

1、石墨烯及其衍生物具有機(jī)械力學(xué)性能好、比表面積大和化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。目前，石墨烯基納米復(fù)合材料在能源存儲(chǔ)、環(huán)境治理、生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域均有良好的應(yīng)用發(fā)展前景。然而，石墨烯基納米復(fù)合材料的生物安全性和生物相容性仍不明確。因此，研究石墨烯基納米復(fù)合材料的細(xì)胞胞吞、細(xì)胞內(nèi)分布、體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)等過程，探討相互作用過程對(duì)細(xì)胞的細(xì)胞活性、細(xì)胞功能的影響，從生物分子和細(xì)胞水平上評(píng)價(jià)其細(xì)胞毒性和生物相容性，這對(duì)于新型功能化石墨烯基納米復(fù)合材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，具

2、有重要的指導(dǎo)意義。
　　本課題設(shè)計(jì)了三種不同類型的石墨烯基納米復(fù)合材料，并將其與不同的細(xì)胞共同孵育，研究這些石墨烯基納米復(fù)合材料與細(xì)胞之間的相互作用。
　　1)通過水熱法成功制備了一種石墨烯/二氧化鈦納米復(fù)合材料，研究其與小鼠巨噬細(xì)胞Raw264.7之間的相互作用，包括其胞吞動(dòng)力學(xué)、細(xì)胞內(nèi)的分布以及其對(duì)細(xì)胞粘附、遷移功能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)石墨烯/二氧化鈦納米復(fù)合材料能夠被Raw264.7細(xì)胞胞吞，且主要分布在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)并不會(huì)進(jìn)入

3、細(xì)胞核。在低濃度情況下，該納米復(fù)合材料并沒有產(chǎn)生明顯的細(xì)胞毒性。另外該納米復(fù)合材料的胞吞對(duì)細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)造成了一定程度的損傷，導(dǎo)致細(xì)胞粘附以及遷移能力的下降。
　　2)通過改進(jìn)的Hummers法以及超聲波粉碎機(jī)處理成功制備了平均尺寸約為168.3nm的氧化石墨烯(NGO)，接著通過酰胺反應(yīng)將聚乙酰亞胺(PEI)和聚乙二醇(PEG)等二種分別帶正、負(fù)電荷的聚合物分別修飾在納米氧化石墨烯表面，從而制備了兩種表面zeta電位分別為47.2

4、mV和-43.0mV的NGO-PEI和NGO-PEG納米復(fù)合材料。當(dāng)這二種納米復(fù)合材料與小鼠巨噬細(xì)胞Raw264.7相互作用后發(fā)現(xiàn)這二種納米復(fù)合材料均能被Raw264.7細(xì)胞胞吞且分布在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)。另外，發(fā)現(xiàn)表面帶正電位的NGO-PEI更容易進(jìn)入Raw264.7細(xì)胞。通過MTT測(cè)試發(fā)現(xiàn)這二種納米復(fù)合材料均無明顯的細(xì)胞毒性。并且發(fā)現(xiàn)表面帶負(fù)電的NGO-PEG能夠更強(qiáng)烈地刺激Raw264.7細(xì)胞的免疫應(yīng)答行為。
　　3)通過層層自組裝技

5、術(shù)制備了一種負(fù)載納米氧化石墨烯的聚電解質(zhì)微膠囊NGO@(GA/PAH)4，通過掃描電子顯微鏡(SEM)表征了微膠囊的形貌，發(fā)現(xiàn)微膠囊呈中空球形形狀，在干態(tài)下呈不同程度的塌陷狀態(tài)，平均直徑為2μm左右。通過透射電子顯微鏡(TEM)切片可以直接觀察到NGO@(GA/PAH)4內(nèi)部存在帶狀的氧化石墨烯片。研究NGO@(GA/PAH)4的載藥能力，測(cè)試了微膠囊的包封率(EE)以及載藥量(LC)，發(fā)現(xiàn)NGO@(GA/PAH)4微膠囊比單純的(GA

6、/PAH)4微膠囊的EE以及LC更高，分別為93％和46％。進(jìn)一步分析NGO@(GA/PAH)4微膠囊的體外藥物釋放能力，發(fā)現(xiàn)該微膠囊具有一種pH響應(yīng)性能和持續(xù)釋放藥物的能力。在探究NGO@(GA/PAH)4微膠囊與人宮頸癌細(xì)胞Hela之間的相互作用后，發(fā)現(xiàn)NGO@(GA/PAH)4微膠囊和(GA/PAH)4微膠囊均具有較高的細(xì)胞胞吞量，說明這種微膠囊具有較好的生物相容性，而且NGO的加入對(duì)微膠囊的表面性質(zhì)沒有造成影響。MTT測(cè)試結(jié)果說