由于GO表面具有较高的亲和力,蛋白质可以吸附在GO表面,因此在生物液体中可以通过蛋白质来调节GO与细胞膜的相互作用。如,血液中存在着大量的血清蛋白,可能会潜在的影响GO的毒性。Ge与其合作者[16]利用电子显微镜技术就观察到牛血清蛋白可以降低GO对细胞膜的渗透性,抑制了GO对细胞膜的破坏,同时降低了GO的细胞毒性。基于分子动力学研究分析,他们推断可能是由于GO-蛋白质之间的作用削弱了GO-磷脂之间的相互作用。与此同时,GO对人血清蛋白的影响也被其他科研工作者所发现,特别是他们观察到了GO可以抑制人血清蛋白与胆红素之间的作用。因此,GO与血清蛋白之间是相互影响的。氧化石墨烯(GO)的光学性质与石墨烯有着很大差别。深圳多层氧化石墨
氧化石墨烯(GO)是一种两亲性材料,在生理条件中一般带有负电荷,通过对GO的修饰可以改变电荷的大小,甚至使其带上正电荷,如利用聚合物或树枝状大分子等聚阳离子试剂。在细胞中,GO可能会与疏水性的、带正电荷或带负电荷的物质进行相互作用,如细胞膜、蛋白质和核酸等,因此会诱导GO产生毒性。因此在本节中,我们主要探讨GO在细胞(即体外)和体内试验中产生已知的毒性效应,以及产生毒性的可能原因。石墨烯材料的结构特点主要由三个参数决定:(a)层数、(b)横向尺寸和(c)化学组成即碳氧比例)。关于氧化石墨性能GO表面的各种官能团使其可与生物分子直接相互作用,易于化学修饰。
GO/RGO在光纤传感领域会有越来越多的应用,其基本的原理是利用石墨烯及氧化石墨烯的淬灭特性、分子吸附特性以及对金属纳米结构的惰性保护作用等,通过吸收光纤芯层穿透的倏逝波改变光纤折射率或者基于表面等离子体共振(SPR)效应影响折射率。GO/RGO可以在光纤的侧面、端面对光进行吸收或者反射,而为了增加光与GO/RGO层的相互作用,采用了不同光纤几何弯曲形状,如直型、U型、锥型和双锥型等。有铂纳米颗粒修饰比没有铂纳米颗粒修饰的氧化石墨烯薄膜光纤传感器灵敏度高三倍,为多种气体的检测提供了一个理想的平台。
尽管氧化石墨烯自身可以发射荧光,但有趣的是它也可以淬灭荧光。这两种看似相互矛盾的性质集于一身,正是由于氧化石墨烯化学成分的多样性、原子和电子层面的复杂结构造成的。众所周知,石墨形态的碳材料可以淬灭处于其表面的染料分子的荧光,同样的,在GO和RGO中存在的SP2区域可以淬灭临近一些物质的的荧光,如染料分子、共轭聚合物、量子点等,而GO的荧光淬灭效率在还原后还有进一步的提升。有很多文章定量分析了GO和RGO的荧光淬灭效率,研究表明,荧光淬灭特性来自于GO、RGO与辐射发生体之间的荧光共振能量转移或者非辐射偶极-偶极耦合。氧化石墨可以通过用强氧化剂来处理石墨来制备。
由于较低的毒性和良好的生物相容性,石墨烯材料在细胞成像方面**了一股研究热潮。石墨烯及其衍生物本身具有特殊的平面结构和光学性质,或者经过荧光染料分子标记之后,可用于体外细胞与***光学成像[63-66],使其在**显像和***方面具有很大的应用前景。Dai 课题组[67]***利用纳米尺寸的聚乙二醇功能化氧化石墨烯(GO-PEG)的近红外发光性质用于细胞成像。他们将抗体利妥昔单抗(anti-CD20)与纳米GO-PEG 共价结合形成纳米GO-PEG-anti-CD20,然后将纳米GO-PEG和纳米GO-PEG-anti-CD20与B细胞或T细胞在培养液中4℃培养1h,培养液中纳米GO-PEG的浓度大约为0.7mg/ml,结果发现B细胞淋巴瘤具有强荧光,而T淋巴母细胞的荧光强度则很弱。另外,通过对GO进行80℃热处理17天后,再利用200W的超声对GO溶液处理2h,得到的GO在紫外光 (266–340 nm)的照射下显示出蓝色荧光。同时具有良好的生物相容性,超薄的GO纳米片很容易组装成纸片或直接在基材上进行加工。绿色氧化石墨复合材料
GO具有独特的电子结构性能,可以通过荧光能量共振转移和非辐射偶极-偶极相互作用能有效猝灭荧光体。深圳多层氧化石墨
随着材料领域的扩张,人们对于材料的功能性需求更为严苛,迫切需要在交通运输、建筑材料、能量存储与转化等领域应用性质更加优良的材料出现,石墨烯以优异的声、光、热、电、力等性质成为各新型材料领域追求的目标,作为前驱体的GO以其灵活的物理化学性质、可规模化制备的特点更成为应用基础研究的热电。虽然GO具有诸多特性,但是由于范德华作用以及π-π作用等强相互作用力,使GO之间很容易在不同体系中发生团聚,其在纳米尺度上表现的优异性能随着GO片层的聚集***的降低直至消失,极大地阻碍了GO的进一步应用。深圳多层氧化石墨