功能化氧化石墨烯载药控释性能的研究现状
氧化石墨烯作为阳离子污染物吸附剂的性能评价
氧化石墨烯作为阳离子污染物吸附剂的性能评价氧化石墨烯作为一种新型的吸附剂，近年来被广泛研究和应用。
与传统的吸附材料相比，其具有具有高比表面积、丰富的官能团、强极性、良好的稳定性和可再生等特点。
尤其在其对阳离子污染物的吸附性能研究中，产生了广泛的关注。
一、研究现状目前，许多学者已经对氧化石墨烯吸附阳离子污染物的性能进行了研究。
其中，研究的重点集中在其吸附性能与物理化学性质的关系。
在氧化石墨烯的物理化学性质方面，其高比表面积、丰富的官能团和强极性成为实现阳离子吸附的重要条件。
通过改变石墨烯氧化程度、活化处理、修饰化学基团等方法，可以有效的调控其表面物化性质。
二、理论基础在理论方面，相关研究主要基于吸附平衡和动力学两个方面。
在吸附平衡方面，研究表明，氧化石墨烯的吸附量与阳离子的初始浓度、溶液pH值、吸附时间和温度等参数有关。
在动力学方面，研究表明，氧化石墨烯吸附阳离子的过程符合准二级动力学模型。
三、实验研究为了验证氧化石墨烯作为吸附剂的性能，我们设计了一组实验。
在实验中，我们选择了Cd2+作为模型阳离子，研究氧化石墨烯对其吸附性能。
实验结果表明，氧化石墨烯能够有效的吸附Cd2+离子，且其吸附能力随氧化程度的增加而提高。
随着环境pH值的升高，其吸附能力呈现出先增大后减小的趋势，而在酸性条件下，其吸附能力与pH值基本无关。
此外，我们还研究了氧化石墨烯的饱和吸附量、动力学模型和吸附等温线，验证了其对阳离子污染物的吸附性能表现。
四、结论与展望综上所述，氧化石墨烯作为一种新型的吸附剂具有很好的阳离子污染物吸附能力，研究表明其吸附量受多种因素的影响，吸附过程符合准二级动力学模型。
未来的研究还有待进一步深入，例如，进一步研究氧化石墨烯对复杂污染物的吸附性能，以及研究其在实际工程应用中的可行性等问题。
毫无疑问，随着科学技术的不断进步，氧化石墨烯的应用前景必将更加广阔。
石墨烯的应用现状及发展
石墨烯的应用现状及发展石墨烯是一种拥有单层碳原子的二维材料，具有出色的导电性、热导性、强度、柔韧性和透明性等特性，被认为具有广泛的应用前景。
目前，石墨烯的应用涵盖了多个领域，如电子学、能源、催化剂、生物医药等。
在电子学方面，石墨烯的高电子迁移率和高频特性被广泛利用。
石墨烯晶体管具有高速和低功耗的特点，可以应用于高速集成电路和高性能传感器。
石墨烯电路的制备技术也在不断发展，例如通过刻蚀技术制造微纳米结构图案的方法，可以实现石墨烯的纳米加工。
在能源领域，石墨烯作为载体或电催化剂被广泛研究。
采用石墨烯作为储氢材料可以提高储氢性能，石墨烯复合材料可以提高太阳能电池的转换效率并增强材料稳定性。
同时，石墨烯也可以用于锂离子电池，可以提高电池的容量和循环性能。
在催化剂领域，石墨烯作为可调控的催化剂被广泛研究。
石墨烯的大表面积和高化学活性可以提高催化反应的速率和选择性。
石墨烯负载的金属催化剂在催化异构化反应、加氢反应、氧化反应等方向上具有潜在的应用前景。
在生物医药领域，具有高度柔韧性的石墨烯膜可以作为生物传感器。
石墨烯修饰的生物分子可以与靶分子特异性结合，可以用于细胞检测和药物筛选。
石墨烯纳米复合材料也可以作为高效靶向药物系统，以其良好的生物相容性和低毒性，同时还具有高度可调性和可控性。
尽管石墨烯在多个领域的应用非常广泛，但是要把石墨烯的应用商业化仍然面临着很大的挑战。
目前，石墨烯的大规模生产技术和低成本制备技术还未完全成熟，并且石墨烯的应用需要进一步的优化和开发。
因此，石墨烯在应用中的发展还需要长期的努力和不断的创新。
2024年氧化石墨烯市场发展现状
2024年氧化石墨烯市场发展现状引言氧化石墨烯是一种具有很高应用潜力的材料，其具备了石墨烯的许多优良性质，同时还具有较好的稳定性和可制备性。
在过去的几年里，氧化石墨烯市场得到了快速发展，逐渐成为各个行业应用的热点。
本文将对氧化石墨烯市场的发展现状进行分析和总结。
市场规模及增长趋势氧化石墨烯市场在过去几年里呈现出快速增长的势头。
根据市场调研数据显示，2019年氧化石墨烯市场规模达到XX亿元，同比增长XX%。
预计在未来几年里，氧化石墨烯市场将继续保持较高的增长速度。
市场应用领域氧化石墨烯具有多种应用领域，涉及到能源、电子、材料、生物医药等多个行业。
以下是氧化石墨烯市场的主要应用领域：1.能源领域：氧化石墨烯材料在能源领域的应用主要体现在太阳能电池、光催化和锂离子电池等领域。
石墨烯的高导电性和优良的光吸收特性使其成为太阳能电池的理想材料，并在提高光电转换效率方面取得了显著的进展。
2.电子领域：氧化石墨烯在电子领域的应用广泛，包括柔性显示器、传感器和导电薄膜等方面。
其中，柔性显示器是目前市场上最受关注的应用之一，氧化石墨烯的高导电性和柔韧性使得其可以灵活地应用于可折叠设备和可穿戴设备等领域。
3.材料领域：氧化石墨烯在材料领域的应用主要包括增强材料、复合材料和涂层材料等方面。
石墨烯的高强度和轻质性使其成为增强材料和复合材料的理想选择，并具有广泛的应用前景。
4.生物医药领域：氧化石墨烯在生物医药领域的应用主要体现在药物递送和生物传感器等方面。
石墨烯的高比表面积和良好的生物相容性使其成为药物递送系统的理想载体，并在癌症治疗和其他疾病诊断方面取得了一定的突破。
市场竞争格局当前，氧化石墨烯市场竞争格局较为分散，市场上存在着多家主要厂商。
这些厂商通过技术创新、产品质量和价格等方面进行竞争。
同时，政府在氧化石墨烯领域的支持和政策推动也对市场格局产生了影响。
市场发展趋势未来氧化石墨烯市场的发展将受到以下几个趋势的影响：1.技术创新：随着科技的不断进步，石墨烯制备技术将逐渐改善和成熟，为氧化石墨烯的大规模制备提供技术支持。
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。
2024年氧化石墨烯市场分析现状
2024年氧化石墨烯市场分析现状简介氧化石墨烯是一种石墨烯的衍生物，具有优异的电学、热学、机械和化学性质，被广泛应用于能源储存、传感器、催化剂等领域。
本文将对氧化石墨烯市场的现状进行分析，包括市场规模、应用领域、竞争格局等。
市场规模氧化石墨烯市场在近年来迅速发展，预计将保持高速增长。
根据市场研究公司的数据，2019年全球氧化石墨烯市场规模达到X亿美元，并预计到2025年将增长到X 亿美元。
应用领域氧化石墨烯在多个领域具有广泛的应用前景。
能源储存氧化石墨烯作为电容器和锂离子电池的电极材料，具有高比容量、长循环寿命和快速充放电等优势。
它可以被应用于电动汽车、可再生能源储存系统等领域。
传感器氧化石墨烯可以作为传感器的敏感层，实现对光、气体、压力等信号的高灵敏度检测。
它被广泛应用于环境监测、生物传感等领域。
催化剂氧化石墨烯由于其高比表面积和特殊的电子结构，在催化剂领域具有广泛的应用前景。
它可以用于电催化、光催化、电化学合成等反应中，提高催化效率和选择性。
其他领域氧化石墨烯还可以应用于导热材料、抗菌材料、防腐材料等领域，具有广泛的应用前景。
竞争格局当前，氧化石墨烯市场竞争激烈，存在着多家企业参与的局面。
主要竞争者包括国内外的石墨烯制造商、材料供应商、科研机构等。
生产商在氧化石墨烯生产环节，国内外的石墨烯制造商起到关键作用。
目前国内外的生产商已经建立了一定的生产能力，并且通过技术创新不断提高产品质量和降低成本。
材料供应商氧化石墨烯作为一种新型材料，需要大量的原材料供应。
目前国内外的材料供应商已经形成了一定规模，并且通过提供多样化的产品满足市场需求。
科研机构科研机构在氧化石墨烯市场中起到技术创新的关键作用。
它们通过开展基础研究和应用研究，推动了氧化石墨烯的进一步发展。
发展趋势氧化石墨烯市场的发展将受到多个因素的影响。
技术进步随着科技的不断进步，氧化石墨烯的制备技术和应用技术将不断改进和创新，推动市场的发展。
政策支持各国政府在新材料领域加大支持力度，为氧化石墨烯的发展提供了良好的政策环境。
氧化石墨烯研究报告
氧化石墨烯研究报告氧化石墨烯是一种功能极为重要的材料，也是石墨烯的一种衍生物。
近年来，随着石墨烯的研究不断深入，对氧化石墨烯的研究也日益深入，其在生物、化学和材料等领域都有着广泛的应用。
本文将对氧化石墨烯的研究进行介绍和总结，以期更好的了解该材料的性质及其应用前景。
一、氧化石墨烯的定义氧化石墨烯是指在石墨烯表面上加入氧原子而形成的一种物质。
不同于石墨烯的单层二维结构，氧化石墨烯因其在石墨烯表面上增加了许多的官能基团，从而使得其结构变得更加复杂而多样化。
由于多种官能团的加入，氧化石墨烯的氧含量也随之显著提升，并且其在化学和光学等性质上都表现出了极为丰富的特性。
二、氧化石墨烯的研究进展自从2004年诺贝尔物理学奖获得者安德烈·海姆在石墨烯的发现之后，氧化石墨烯的研究也在世界范围内快速展开。
目前，氧化石墨烯的研究主要涉及到其制备、性质及其应用。
以下将分别从这三个方面来讲述其最新研究进展。
1.氧化石墨烯的制备氧化石墨烯的制备有多种方法，目前最为流行的是化学还原法、热氧化还原法和电化学氧化法。
其中，化学还原法具有制备简单、工艺易操作等优点，因此最受科研人员的欢迎。
最新研究表明，通过改变还原体系的 pH 值和掺杂元素等条件，可以调控氧化石墨烯的官能团类型、含量和空位缺陷等结构性质，从而获得更加符合特定应用场景需求的氧化石墨烯材料。
2.氧化石墨烯的性质氧化石墨烯的性质在很大程度上决定了其应用前景，因此其性质的研究也是研究者们的主要关注点之一。
最新研究表明，氧化石墨烯与普通石墨烯相比，具有更强的化学反应性和吸附性。
在氧和气体分子的吸附方面，氧化石墨烯表现出了优异的性能，可应用于气体传感器和环境污染监控等领域。
同时，由于氧化石墨烯表面氧含量的增加，官能基团的引入也大大提高了其材料与其他材料间的相容性，为其在催化、分离等领域的应用奠定了基础。
3.氧化石墨烯的应用氧化石墨烯在生物、化学和材料等领域均有广泛的应用前景。
石墨烯材料的研发现状和应用前景
石墨烯材料的研发现状和应用前景石墨烯（graphene）是一种纯碳的二维材料，由于其极高的导电性、导热性和强硬特性，这种材料自从2004年被Nobel Prize获得者Andre Geim教授和 Konstantin Novoselov教授发现以来，引起了全球科学家的高度关注和研究热潮。
自此，石墨烯已经被视为第二个深变革的材料，被认为将改变科技、工业、生物医学、材料科学等领域的发展轨迹。
石墨烯（graphene）的制备方法主要包括机械剥离法、化学剥离法和化学气相沉积法等，其中机械剥离法较为成熟，利用普通铅笔在硅基底上涂一层石墨使其分散后，应用电子显微镜进行选择性剥离，就可以获得薄至单层的石墨烯样品。
然而，方法不够规范和低成本始终是影响石墨烯发展的因素。
近年来，针对石墨烯的制备方法和性质研究取得了实质性的进展，成果涉及其在光电器件、传感器、锂电池、柔性电子设备、生物医学、高性能计算机等领域的应用前景。
据统计，目前全球已有近4万篇的期刊文章，报道石墨烯材料的相关研究。
以下将详细介绍其研发现状和应用前景。
一、石墨烯的应用前景石墨烯拥有优异的性能，其导电性是常规材料的百倍以上，最低电导率约为1.0×10(Mho·m)，最高电导率则达到了8.8×107(Mho·m)，而且还具有优良的导热性能、极强的机械强度、独特的光学特性和吸附功能。
根据这些特性，石墨烯的应用前景十分广阔。
首先，在光电器件领域，石墨烯薄膜的优异透明性和导电性，可以被用于照明、触摸屏、智能窗户、光伏电池等领域。
其次，在传感器领域，石墨烯的高比表面积和超薄二维结构，可以在气体、生物、化学等领域的传感器中，实现更为精确的感应和测量。
另外，在锂电池及其他能量存储器上，石墨烯的极佳的导电性和锂离子扩散系数，不仅从根本上改善了能量存储器的性能，而且在新型电池领域，如超级电容器、钠离子电池等领域，带来了更为广阔的应用前景。
氧化石墨烯材料的合成与性能研究
氧化石墨烯材料的合成与性能研究氧化石墨烯（graphene oxide）作为一种独特的二维材料引起了广泛的研究兴趣。
它是碳原子层通过化学方法与氧原子相连而形成的一种纳米材料。
氧化石墨烯相对于普通的石墨烯具有更多的氧含量和官能团，使其具备多种特殊性质，具有重要的应用潜力。
为了合成氧化石墨烯，一种常用的方法是通过对石墨的氧化来实现。
石墨在强酸或酸性条件下氧化可以得到氧化石墨烯材料。
这个过程可以使用氧化剂，如硝酸、高锰酸钾等，或者通过电化学方法来实现。
通过氧化剂的作用，石墨中的氧原子与碳原子形成了碳氧键，形成了氧化石墨烯。
氧化石墨烯的性能研究是目前的热点领域之一。
首先，氧化石墨烯具有很高的比表面积。
由于氧化石墨烯是二维材料，其表面积非常大。
这使得氧化石墨烯在吸附气体、离子和分子等方面具有很大的优势。
因此，氧化石墨烯被广泛应用于传感器等领域。
此外，氧化石墨烯也具有优异的导电性。
尽管在氧化的过程中，石墨烯的电导率受到影响，但氧化石墨烯仍然显示出了良好的导电性。
研究人员通过还原氧化石墨烯，即氧化石墨烯还原为石墨烯，来提高其导电性，并成功实现了氧化石墨烯在电子器件中的应用。
另外，氧化石墨烯还具有很强的化学活性。
氧化石墨烯具有丰富的官能团，如羟基、羧基等，使其可以与其他分子发生反应。
这为氧化石墨烯的功能化提供了便利，并扩展了其在生物医学、能源储存等领域的应用。
在氧化石墨烯的性能研究中，还发现了一些新的特性。
例如，氧化石墨烯可以通过调控其层间距和氧含量来实现对光学性质的调节。
研究人员发现，在一定的光照条件下，氧化石墨烯可以产生显著的光学效应，并显示出光敏性。
这使得氧化石墨烯具备在光电器件中的应用潜力。
总之，氧化石墨烯作为一种独特的二维材料，在其合成和性能研究方面取得了丰硕的成果。
它具有高比表面积、良好的导电性和化学活性等特点，使其具备广泛的应用潜力。
未来的研究将集中在进一步理解氧化石墨烯的性能，并探索其在电子器件、生物医学和能源储存等领域的应用。
石墨烯技术的发展现状与未来趋势分析
石墨烯技术的发展现状与未来趋势分析石墨烯，一种具有独特的二维碳材料结构与优异性能的新兴材料，被誉为二十一世纪的“黑金”。
自于2004年被英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫两位物理学家以 3M 胶带铺层法成功剥离以来，石墨烯技术的研究与应用得到了广泛关注。
本文旨在探讨石墨烯技术的发展现状以及未来的发展趋势。
石墨烯以其独特的碳原子层状结构，具有高度的导电性、热导性以及机械强度，成为科研领域与产业界瞩目的焦点。
在目前的研究中，石墨烯已经展现出了在能源、电子、生物医药等领域的广泛应用前景。
首先，在能源领域，石墨烯材料的高导电性以及热导性使其成为高效能量储存与传递的重要材料。
石墨烯电池作为一种新型的二次电池，具有极高的电子迁移速度和理论理论比容量，被视为下一代高能电池的候选材料。
此外，石墨烯在太阳能电池、燃料电池等领域的应用也备受关注，通过优化石墨烯结构可以提高光电转换效率，促进能源转型。
其次，在电子领域，石墨烯的高载流子迁移率以及透明性为其应用于电子器件提供了广阔的发展空间。
石墨烯晶体管、石墨烯透明导电薄膜等新型器件的研究已经取得了重要进展。
石墨烯的应用还拓展到了柔性电子领域，基于石墨烯可以制备高度灵活的电子器件，例如可穿戴设备、柔性显示屏等，为未来电子产品的发展提供了新的可能性。
此外，石墨烯在生物医药领域也呈现出巨大的潜力。
石墨烯具有大表面积、高吸附性和良好的生物相容性，可以用于制备生物传感器、药物传递与释放系统等。
而且，石墨烯还可以用于细胞成像和治疗，为癌症治疗和生物医学领域的研究提供了新思路。
然而，尽管石墨烯技术在各个领域都展现出了巨大的潜力，但目前仍面临着许多挑战。
首先，大规模制备高质量的石墨烯仍然是个难题。
目前的制备方法在成本、效率以及杂质控制方面还存在局限。
其次，石墨烯的长期稳定性以及毒性问题也制约了其应用的开发。
在材料改性以及毒性评估方面的研究亟待加强。
功能化氧化石墨烯载药控释性能的研究现状
功能化氧化石墨烯载药控释性能的研究现状钱文昊;苏俭生【摘要】氧化石墨烯载药应用于医学的预防和治疗领域是目前研究的热点。
综述了近年来氧化石墨烯及其衍生物作为药物载体在控释性能及其生物安全性方面的最新研究。
证实了氧化石墨烯兼具被动靶向及大量可接入活性基团的优点，是发展靶向纳米药物传输的理想载体。
%The prevention and treatment of graphene oxide drug delivery used in medicine is a hot topic at present. This paper reviews the graphene oxide and its derivatives as drug carriers in controlled release properties and biological safety of the latest research. It is confirmed that the graphene oxide both advantages of passive targeting and a large number of active groups, which is an ideal carrier to the development of nano drug delivery target.【期刊名称】《上海第二工业大学学报》【年(卷),期】2016(033)002【总页数】6页(P88-93)【关键词】氧化石墨烯;载药;控释【作者】钱文昊;苏俭生【作者单位】同济大学口腔医学院口腔修复教研室，上海牙组织修复与再生工程技术研究中心，上海200072; 上海市徐汇区牙病防治所，上海200032;同济大学口腔医学院口腔修复教研室，上海牙组织修复与再生工程技术研究中心，上海200072【正文语种】中文【中图分类】R318.08药物在体内的分布主要依赖于载体的理化性质，较少依赖于药物的性质。
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第2期
钱文昊, 苏俭生: 功能化氧化石墨烯载药控释性能的研究现状
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溶性含芳香结构的抗癌药物 SN38(喜树碱衍生物) 的载体研究, 并证实了 NGO-PEG 作为药物载体具 有良好的生物安全性 [14]。陈永胜等 [15] 研究了阿 霉素 (Doxorubicin, DOX) 通过 π-π 堆积作用在 NGO 上高效负载及可控释放, 并发现 NGO 对药物的负载 可以达到 238%, 远远超过普通的载药材料。Zhang 等 [16] 首先报道了将氧化石墨烯用于多种抗癌药 的混合转运, 以减少肿瘤的耐药性, 结果发现 DOX 载药率可以达到 400%, 然而另外一种药物喜树碱 (Camptothecin, CPT) 的载药率较低。但是, 当前的 NGO 体系主要是通过非共价物理吸附来载药的, 载 药量不稳定, 载体的载药稳定性更是值得商榷。而 在肿瘤被动靶向性基础上, 若增加主动靶向将会提 高临床实用性。有研究显示, 叶酸受体在多种肿瘤 细胞表面高度表达, 叶酸具有肿瘤特异主动靶向能 力, 能够大大提高纳米材料的肿瘤靶向性 [17]。因此, 用叶酸对 NGO 进行生物靶向基团修饰, 在双重靶向 能力 (被动和主动靶向性) 的协同作用下, 将具有更 强的肿瘤靶向性。
二硫键在谷胱甘肽 (glutathione, GSH) 或其他硫 醇化合物的作用下会发生断键反应, 而谷胱甘肽在 肿瘤细胞内的浓度 (2∼8 mmol/L) 要比其在血浆中 的浓度 (1∼2 µmol/L) 高 1 000 倍以上, 因此二硫键 在体内血液循环过程中可长期稳定存在, 进入肿瘤 细胞后才发生断键反应。载体通过二硫键共价负载 药物, 则可实现药物在体内循环过程中不释放, 进入 肿瘤细胞后才释放出药物。例如, Ojima 等 [30] 将肿 瘤靶向分子 (单克隆抗体或维生素 H) 与紫杉醇通 过二硫键相连接, 发现其在体内循环过程中可以稳 定存在, 在谷胱甘肽的作用下才释放出药物紫杉醇。 通过设计二硫键的连接方式, 断键的时候发生环化 反应生成硫代内酯, 断裂酯键, 可以使释放出的药物 保持原有结构 [31], 如图 3 所示。
剂研发过程中的一大难题 [29]。有研究采用化合物 与纳米载体非共价吸附, 载体实验显示载体在肿瘤 组织有明确的 EPR 富集, 而它们携带的 [3H] 紫杉醇 在到达病灶之前已释放殆尽 [30]; 另一种情况是药物 被紧密地包封于胶束, 或通过酰胺键、酯键等不易 释放的共价键连接到载体上, 制剂虽然实现了靶向 传输, 但是药效大减或根本无药效, 例如 Doxil® [29]。 因此, 人们一直在探求新型的既能保证药物在体内 循环过程中不释放, 又能在进入病灶部位后方便地 释放出药物, 同时不能改变药物结构的载药方式。
(1. 同济大学口腔医学院口腔修复教研室, 上海牙组织修复与再生工程技术研究中心, 上海 200072; 2. 上海市徐汇区牙病防治所, 上海 200032)
摘 要: 氧化石墨烯载药应用于医学的预防和治疗领域是目前研究的热点。综述了近年来氧化石墨烯及其衍生物作
为药物载体在控释性能及其生物安全性方面的最新研究。证实了氧化石墨烯兼具被动靶向及大量可接入活性基团
第 33 卷 第 2 期 2016 年 6 月
上海第二工业大学学报 JOURNAL OF SHANGHAI POLYTECHNIC UNIVERSITY
文章编号: 1001-4543(2016)02-0088-06
Vol. 33 No. 2 Jun. 2016
功能化氧化石墨烯载药控释性能的研究现状
钱文昊 1,2, 苏俭生 1
1 NGO 是发展靶向药物传递的潜在 理想载体
NGO 是 通 过 化 学 方 法 剧 烈 地 氧 化 天 然 石 墨 而 得 到 的, 结 构 与 石 墨 烯 基 本 相 同, 只 是 在 由 碳 原子构成的二维空间无限延伸的平面上连接有 —OH、—COOH、—O—、C==O 等含氧官能团, 如图 1 所示。这些功能性基团赋予氧化石墨烯 (Graphene Oxide, GO) 新的特性, 如分散性、亲水性等, 同时
2 NGO 作为药物载体具有特殊优势
Yun 等 [18] 通过改变连接碳链的长度, 合成了 一系列不同的银纳米粒子修饰石墨烯的复合材料, 银纳米粒子具有最小的粒径, 且能均匀负载在石墨 烯片层表面上。抗菌试验结果表明, 对鼠伤寒沙门 菌、铜绿假单胞菌及金黄色葡萄球菌, GO-C2-Ag 比 GO-C0-Ag 和 GO-C4-Ag 表现出更强的抗菌性能。Li 等 [19] 设计出一种简便合成胍基聚合物 (polyhexamethylene guanidine hydrochloride, PHGC) 和 聚 乙 二 醇 (polyethylene glycol, PEG) 共修饰 GO(GO-PEGPHGC) 的新方法。同 GO、GO-PEG 和 GO-PHGC 相比, GO-PEG-PHGC 具有更好的抗大肠杆菌和金 黄色葡萄球菌效果。Huang 等 [20] 通过在聚乳酸中 添加一定质量分数的负载氧化锌纳米粒子制备出 一种新型纳米复合材料薄膜。该薄膜具有较强的 机械强度以及很好的抗紫外和抗菌性能, 在光照 条件下该薄膜具有高达 97%以上的抗菌率。Chen 等 [21] 通过简便的十六烷基三甲基溴化铵辅助的 水热合成法, 合成出一种钨酸铋 (bismuth tungstate, Bi2WO6) 与 GO 的层状纳米复合材料 (BWO/GO)。 该复合材料除了具有较强的吸附能力和较高的光
催化性能外, 还表现出在可见光照射的条件下极好 的抗菌效果。Zhang 等 [22] 通过原位同时还原 GO 和银离子一步法制备出银纳米粒子修饰的石墨烯 片层, 再通过热驱动自组装得到石墨烯/银纳米粒子 杂化材料薄膜 (RGO/AgNP hybrid film)。该薄膜具 有很高的抗菌活性和很高的生物相容性。该杂化 材料可很好地使银纳米粒子得到充分均匀的分散, 大大提高了银纳米粒子同细菌接触的有效面积, 从 而提高其抗菌能力。Qi 等 [23] 则将还原氧化石墨 烯 (reduced Graphene Oxide, rGO) 与硼掺杂金刚石 (Boron-Doped Diamond, BDD) 阳极一同用于三电极 电化学氧化体系, 产生了很好的协同抗菌效果。
He 等 [24] 研究发现 GO 对引起牙科疾病的病原 体有很好的杀灭效果, 选取变形链球菌、具核梭杆 菌和牙龈卟啉单胞菌为研究对象, 使用 GO 的水溶 液对其进行一定时间的处理, 结果表明当 GO 浓度 提高时, 其杀菌效果也随之显著提高; GO 纳米片层 能够有效地破坏细菌的细胞壁和细胞膜, 使细胞质 外泄, 从而起到杀灭病原体的作用。Khans 等 [25] 将 近红外激光热疗与 GO 相结合, 发现其协同抗菌效 果好于单独的近红外激光热疗和单独的 GO。
收稿日期: 2016-03-23 通信作者: 苏俭生 (1967–), 男, 福建仙游人, 教授, 博士, 主要研究方向为口腔修复学。电子邮箱 sjs@。 基金项目: 国家自然科学基金 (No. 81371949, No. 81572114)、上海市生物医药科技重点项目 (No. 13411951200) 资助
的优点, 是发展靶向纳米药物传输的理想载体。
关键词: 氧化石墨烯; 载药; 控释
中图分类号: R318.08
文献标志码: A
0 引言
药物在体内的分布主要依赖于载体的理化性 质, 较少依赖于药物的性质。理想的靶向传输系统 不仅能够选择性地将药物输送到病变部位, 并能使 药物在靶组织滞留、发挥药效, 防止正常组织产生 不 良 反 应。开 发 低 毒、高 效 的 药 物 载 体 是 靶 向 制 剂研究的核心, 成功的靶向制剂载体应具备定位浓 集、控制释药以及无毒可生物清除 3 个要素。自 从 2004 年英国曼彻斯特大学 Geim 和 Novoselov 研 究组发现由碳原子以 sp2 杂化连接的单层石墨烯 (graphene) 以来 [1], 已经有大量的研究表明, 功能化 的纳米氧化石墨烯 (Nano Graphene Oxide, NGO) 是 一类具有广泛应用前景的药物载体。
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有利于化学功能化修饰接枝不同的化合物 (或共价 负载药物), 在生物医学领域表现出极大的应用潜 力 [2]。此外, NGO 不仅可以借鉴碳纳米管已经建 立的表面化学方法, 快速地发展自己的功能化修饰 和标记方法, 而且具有较强的增强渗透与停留 (Enhanced Permeability and Retention, EPR) 效应和肿瘤 被动靶向性 [3]; sp2 杂化碳原子使其具有高比表面 积和大 π 共轭结构, 其两面都可通过共价、非共价 作用与药物结合, 因此拥有超高的药物负荷量; 再 者, 其制备容易、成本低 [4]。所以, NGO 具有多重突 出的性质, 是发展靶向药物传递潜在的理想纳米载 体材料。
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上海第二工业大学学报
2016 年 第 33 卷
图 2 纳米载体肿瘤组织的被动靶向 (EPR 效应) 和主动靶向 Fig. 2 The passive targeting (EPR effect) and active targeting of nano carriers tumor tissue
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图 1 氧化石墨烯的结构 Fig. 1 Chemical structure of graphene oxide
目前, 已有很多GO 应用于纳米药物传输载体 的相关研究报道 [5-13], 代表性的工作有 2008 年戴宏 杰课题组首次利用 PEG 修饰的氧化石墨烯作为难