氧化石墨烯(GO)的比表面積很大,,而厚度只有幾納米,,具有兩親性,表面的各種官能團(tuán)使其可與生物分子直接相互作用,,易于化學(xué)修飾,,同時具有良好的生物相容性,,超薄的GO納米片很容易組裝成紙片或直接在基材上進(jìn)行加工,。另外,,GO具有獨特的電子結(jié)構(gòu)性能,可以通過熒光能量共振轉(zhuǎn)移和非輻射偶極-偶極相互作用能有效猝滅熒光體(染料分子,、量子點及上轉(zhuǎn)換納米材料)的熒光,。這些特點都使GO成為制作傳感器極好的基本材料[74-76]。Arben的研究中發(fā)現(xiàn),,將CdSe/ZnS量子點作為熒光供體,石墨,、碳纖維,、碳納米管和GO作為熒光受體,以上幾種碳材料對CdSe/ZnS量子點的熒光淬滅效率分別為66±17%,、74±7%,、71±1%和97±1%,,因此與其他碳材料相比,GO具有更好的熒光猝滅效果[77],。松散的氧化石墨分散在堿性溶液中形成類似石墨烯結(jié)構(gòu)的單原子厚度的片段,。綠色氧化石墨導(dǎo)熱
(1)將GO作為熒光共振能量轉(zhuǎn)移的受體,構(gòu)建熒光共振能量轉(zhuǎn)移型氧化石墨烯生物傳感器,,用于檢測各種生物分子,。(2)可以將一些抗體鍵合在GO表面,構(gòu)建成抗體型氧化石墨烯傳感器,,通常是將GO作為熒光共振能量轉(zhuǎn)移或化學(xué)發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移的受體,,以此來檢測抗原物質(zhì);或者利用GO比表面積較大能結(jié)合更多抗體的特點,,將檢測信號進(jìn)行進(jìn)一步放大,。(3)構(gòu)建多肽型氧化石墨烯傳感器。因為GO是一種邊緣含有親水基團(tuán)(-COOH,,-OH及其他含氧基團(tuán))而基底具有高疏水性的兩性物質(zhì),,當(dāng)多肽與GO孵育時,多肽的芳環(huán)和其他疏水性殘基與GO的疏水性基底堆積,,同時二者部分殘基之間也會存在靜電作用,,這樣多肽組裝在GO上形成了多肽型氧化石墨烯傳感器。當(dāng)多肽被熒光基團(tuán)標(biāo)記時,,二者之間發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移后,,GO使熒光發(fā)生猝滅。河北常規(guī)氧化石墨靜電作用的強(qiáng)弱與氧化石墨烯表面官能團(tuán)產(chǎn)生的負(fù)電荷相關(guān),。
TO具有光致親水特性,,可保證高的水流速率,在沒有外部流體靜壓的情況下,,與GO/TO情況相比,,通過RGO/TO雜化膜的離子滲透率可降低至0.5%,而使用同位素標(biāo)記技術(shù)測量的水滲透率可保持在原來的60%,,如圖8.5(d-g)所示,。RGO/TO雜化膜優(yōu)異的脫鹽性能,表明TO對GO的光致還原作用有助于離子的有效排斥,,而在紫外光照射下光誘導(dǎo)TO的親水轉(zhuǎn)化是保留優(yōu)異的水滲透性的主要原因,。這種復(fù)合薄膜制備方法簡單,在水凈化領(lǐng)域具有很好的潛在應(yīng)用,。,。
GO作為一種新型的藥物載體材料,,以其良好的生物相容性,、較高的載藥率,、靶向給藥等方面得到廣泛的關(guān)注。GO作為遞送藥物的載體,,它不僅可以負(fù)載小分子藥物,,也可以與抗體、DNA,、蛋白質(zhì)等大分子結(jié)合,,如圖7.2所示。普通的有機(jī)藥物很多都含有π結(jié)構(gòu),,而這些藥物的水溶性都非常差,,而GO具有較好的親水性,因此可以借助分散性較好的GO基材料來解決這個問題,,即將上述藥物負(fù)載到GO基材料上,,形成GO-藥物混合物材料。這對改善難溶***物的水溶性,,降低藥物不良反應(yīng)以及提高藥物穩(wěn)定性和生物利用度等方面有非常重要的研究意義,。GO具有獨特的電子結(jié)構(gòu)性能,可以通過熒光能量共振轉(zhuǎn)移和非輻射偶極-偶極相互作用能有效猝滅熒光體,。
氧化石墨烯(GO)表面有羥基,、羧基、環(huán)氧基,、羰基等親水性的活性基團(tuán),,且片層間距較大,使得氧化石墨烯具有超大比表面積和***的離子交換能力,。GO的結(jié)構(gòu)與水通蛋白相類似,,而蛋白質(zhì)本身具有優(yōu)異的離子識別功能,由此可推斷氧化石墨烯在分離,、過濾及仿生離子傳輸?shù)阮I(lǐng)域可能具有潛在的應(yīng)用價值1-3,。GO經(jīng)過超聲可以穩(wěn)定地分散在水中,再通過傳統(tǒng)成膜方法如旋涂,、滴涂和真空抽濾等處理后,,GO微片可呈現(xiàn)肉眼可見的層狀薄膜堆疊,在薄膜的層與層之間形成具有選擇性的二維納米通道,。 除此之外,,GO由于片層間存在較強(qiáng)的氫鍵,力學(xué)性能優(yōu)異,,易脫離基底而**存在,。基于GO薄膜制備方法簡單,、成本低,、高通透性和高選擇性等優(yōu)點,其在水凈化領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間,。氧化石墨是由牛津大學(xué)的化學(xué)家本杰明·C·布羅迪在1859年用氯酸鉀和濃硝酸混合溶液處理石墨的方法制得,。多層氧化石墨導(dǎo)熱
掃描隧道顯微鏡照片表明,在氧化石墨中氧原子排列為矩形,。綠色氧化石墨導(dǎo)熱
所采用的石墨原料片徑大小,、純度高低等以及合成GO的方法不同,因此導(dǎo)致所合成出來的GO片的大小,、片層厚度,、氧化程度(含氧量)、表面電荷和表面所帶官能團(tuán)等不同,。GO的生物毒性除了有濃度依賴性,,還會因GO原料的不同而呈現(xiàn)出毒性數(shù)據(jù)的多樣性,甚至結(jié)論相互矛盾 [2-9],。此外,,GO可能與毒性測試中的試劑相互作用,從而影響細(xì)胞活性試驗數(shù)據(jù)的有效性,,使其產(chǎn)生假陽性結(jié)果,。如:Macosko與其合作者[10]的研究發(fā)現(xiàn),在細(xì)胞活性試驗中利用四甲基偶氮唑鹽(MTT)試劑與GO作用,,GO的存在可以減少藍(lán)色產(chǎn)物的形成,。因為在活細(xì)胞中,當(dāng)MTT減少時就說明有同一種顏色產(chǎn)物的生成,。因此,,基于MTT法試驗未能體現(xiàn)出GO的細(xì)胞毒性。但是他們利用另一種水溶性的四唑基試劑——WST-8(臺酚藍(lán)除外),,就能對活細(xì)胞和死細(xì)胞的數(shù)量進(jìn)行精確的評估,。綠色氧化石墨導(dǎo)熱
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