由于較低的毒性和良好的生物相容性，石墨烯材料在細(xì)胞成像方面**了一股研究熱潮,。石墨烯及其衍生物本身具有特殊的平面結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì),，或者經(jīng)過熒光染料分子標(biāo)記之后，可用于體外細(xì)胞與***光學(xué)成像[63-66],，使其在**顯像和***方面具有很大的應(yīng)用前景,。Dai課題組[67]***利用納米尺寸的聚乙二醇功能化氧化石墨烯(GO-PEG)的近紅外發(fā)光性質(zhì)用于細(xì)胞成像。他們將抗體利妥昔單抗（anti-CD20）與納米GO-PEG共價(jià)結(jié)合形成納米GO-PEG-anti-CD20,，然后將納米GO-PEG和納米GO-PEG-anti-CD20與B細(xì)胞或T細(xì)胞在培養(yǎng)液中4℃培養(yǎng)1h,，培養(yǎng)液中納米GO-PEG的濃度大約為0.7mg/ml，結(jié)果發(fā)現(xiàn)B細(xì)胞淋巴瘤具有強(qiáng)熒光,，而T淋巴母細(xì)胞的熒光強(qiáng)度則很弱,。另外，通過對(duì)GO進(jìn)行80℃熱處理17天后,，再利用200W的超聲對(duì)GO溶液處理2h,，得到的GO在紫外光(266–340nm)的照射下顯示出藍(lán)色熒光。減少面內(nèi)難以修復(fù)的孔洞,，從而提升還原石墨烯的本征導(dǎo)電性,。改性氧化石墨材料

盡管氧化石墨烯自身可以發(fā)射熒光，但有趣的是它也可以淬滅熒光,。這兩種看似相互矛盾的性質(zhì)集于一身,，正是由于氧化石墨烯化學(xué)成分的多樣性、原子和電子層面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)造成的,。眾所周知,，石墨形態(tài)的碳材料可以淬滅處于其表面的染料分子的熒光，同樣的,，在GO和RGO中存在的SP2區(qū)域可以淬滅臨近一些物質(zhì)的的熒光,，如染料分子、共軛聚合物,、量子點(diǎn)等,，而GO的熒光淬滅效率在還原后還有進(jìn)一步的提升。有很多文章定量分析了GO和RGO的熒光淬滅效率,，研究表明,，熒光淬滅特性來自于GO、RGO與輻射發(fā)生體之間的熒光共振能量轉(zhuǎn)移或者非輻射偶極-偶極耦合,。改性氧化石墨材料氧化石墨烯的表面官能團(tuán)與水中的金屬離子反應(yīng)形成復(fù)雜的絡(luò)合物,。

由于GO表面具有較高的親和力，蛋白質(zhì)可以吸附在GO表面，因此在生物液體中可以通過蛋白質(zhì)來調(diào)節(jié)GO與細(xì)胞膜的相互作用,。如,，血液中存在著大量的血清蛋白，可能會(huì)潛在的影響GO的毒性,。Ge與其合作者[16]利用電子顯微鏡技術(shù)就觀察到牛血清蛋白可以降低GO對(duì)細(xì)胞膜的滲透性,，抑制了GO對(duì)細(xì)胞膜的破壞，同時(shí)降低了GO的細(xì)胞毒性,?；诜肿觿?dòng)力學(xué)研究分析，他們推斷可能是由于GO-蛋白質(zhì)之間的作用削弱了GO-磷脂之間的相互作用,。與此同時(shí),，GO對(duì)人血清蛋白的影響也被其他科研工作者所發(fā)現(xiàn)，特別是他們觀察到了GO可以抑制人血清蛋白與膽紅素之間的作用,。因此,，GO與血清蛋白之間是相互影響的。

石墨烯可與多種傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料形成異質(zhì)結(jié),，如硅[64][65][66],，鍺[67]，氧化鋅[68],，硫化鎘[69],、二硫化鉬[70]等。其中,，石墨烯/硅異質(zhì)結(jié)器件是目前研究**為***,、光電轉(zhuǎn)換效率比較高（AM1.5）的一類光電器件?；诠?石墨烯異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器（SGPD），獲得了極高的光伏響應(yīng)[71],。相比于光電流響應(yīng),，它不會(huì)因產(chǎn)生焦耳熱而產(chǎn)生損耗?；诨瘜W(xué)氣象沉積法（CVD）生長(zhǎng)的石墨烯光電探測(cè)器有很多其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),。首先有極高的光伏響應(yīng)，其次有極小的等效噪聲功率可以探測(cè)極微弱的信號(hào),，常見的硅-石墨烯異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器結(jié)構(gòu)如圖9.8所示,。石墨原料片徑大小、純度高低等以及合成方法不同,，因此導(dǎo)致所合成出來的GO片的大小有差異,。

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(gè)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(duì)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,。與石墨烯量子點(diǎn)類似,，氧化石墨烯量子點(diǎn)也具備一些特殊的性質(zhì)。改性氧化石墨材料

雖然GO具有諸多特性,，但是由于范德華作用力,，使GO之間很容易在不同體系中發(fā)生團(tuán)聚。改性氧化石墨材料

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(shí)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(jià)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?；贕O薄膜制備方法簡(jiǎn)單,、成本低、高通透性和高選擇性等優(yōu)點(diǎn),，其在水凈化領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間,。改性氧化石墨材料