目的 探索5种不同含量的聚己内酯/还原氧化石墨烯(Polycaprolactone/reduced graphene oxide,PCL/RGO)神经导管基底膜材料与PC12细胞的体外生物相容性.方法 应用静电纺丝技术制备5种不同RGO含量的PCL/RGO神经导管基底膜样材料,并与PC12细胞共培养.使用CCK-8法测定PC12细胞的增殖情况,扫描电镜观察细胞的黏附与生长情况,活死细胞染色观察细胞活性.结果 5组材料所对应的细胞增殖率有差异,但毒性分级均为0级(无细胞毒性),其中0.75%RGO/PCL组的细胞增殖情况最佳.5组材料培养7 d后,电镜观察显示细胞黏附生长明显较1 d、3 d增多,并铺满了材料表面.活死细胞染色结果显示,各组细胞存活率均在90%以上.结论 5种不同RGO含量的PCL/RGO复合材料均具有良好的生物相容性,尤以0.75%RGO/PCL在促进细胞增殖、黏附方面有比较大的优势.

氧化石墨烯(GO)作为一种新型纳米材料已经应用于不同领域,但作为叶面肥在农业领域的应用较少.本研究通过盆栽试验,分析了始花期叶面喷施0(CK)、50(T1)、100(T2)、150(T3)和200 mg·L-1(T4)GO对芸豆植株形态建成和碳氮代谢的影响,以明确叶面喷施GO的生理效应.结果表明:T1～T4处理可不同程度地提高芸豆干物质积累量、光合色素含量和可溶性糖含量,较CK分别显著提高40.7％～43.4％、10.4％～80.7％和6.4％～9.1％,且T3处理影响效果最佳.与CK相比,T3和T4处理下蔗糖磷酸合成酶、酸性转化酶和中性转化酶活性分别显著增加25.7％～45.5％、17.4％～28.6％和14.7％～20.1％,T2和T3处理下硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性分别显著增加8.1％～15.2％、11.5％～25.0％和89.7％～93.1％.综上,芸豆始花期叶面喷施适宜浓度的GO可增加光合色素含量,提高植株光合碳、氮代谢水平,进而促进干物质积累,本研究中T3(150 mg·L-1)处理的作用效果最好.

还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide,rGO)是一种二维碳基纳米材料,在生物条件下具有良好的生物相容性、疏水性、机械性、导电性以及良好的表面改性易于进行表面官能团化,能够通过生物传感器、药物的装载和靶向递送等对癌症的治疗进行辅助,还借由其物理性质或官能团与细胞相互作用,参与生物体内各种信号网络的调控,因此在癌症治疗中有良好前景.诸多研究表明rGO参与癌症相关信号通路的激活或者抑制以及改变分子信号的传导,在此对其进行系统的总结和概括,介绍在癌症治疗的复杂分子机制中rGO所扮演的角色,并概述了其通过造成线粒体功能障碍,细胞凋亡,诱发炎症,导致细胞自噬,影响癌症的转移以及增强其他纳米材料的抗癌活性等方式来诱导癌细胞死亡.

背景:皮肤创伤修复过程复杂且易受感染,易导致预后不良,是目前创面修复研究的难点与热点,并受到中医药及组织工程研究领域的广泛关注.目的:观察艾灸和还原氧化石墨烯/二氧化铈纳米复合材料修复感染性创面的效果.方法:①采用水热法合成质量比分别为2∶1、1∶1和1∶2的还原氧化石墨烯/二氧化铈纳米复合材料,所得复合材料分别记为G2C1、G1C1和G1C2,检测3种材料的光热性能、细胞毒性及抗菌性能.取艾条,设置3种施灸距离(3.0-3.5 cm,记为灸1;2.5-3.0 cm,记为灸2;2.0-2.5 cm,记为灸3)对人体皮肤表面施灸10 min,检测光热性能;检测3种距离区间下实施艾灸的抗菌性能.同时,检测不同质量浓度G1C1材料、艾灸(3种施灸距离)及灸2+G1C1材料的大鼠背部体表红外热成像.②取60只成年SD大鼠,建立金黄色葡萄球菌感染创面模型,48 h后随机分10组干预,每组6只:对照组(不进行任何处理)、莫匹罗星组、灸2+G1C1组、灸1组、灸2组、灸3组及60,80,100,120 μg/mL G1C1组(G1C1组给予808 nm近红外激光照射,10 min/次,每次治疗前在创面负载G1C1悬浮液;艾灸各组行原位悬起灸,干预时间10 min/次;灸2+ G1C1组每次治疗前在在创面负载80 μg/mL G1C1悬浮液,并用艾条行原位悬起灸,干预时间10 min/次),治疗频率2 d一次.干预7 d后,检测创面愈合情况、创面菌落计数及修复情况.结果与结论:①3种还原氧化石墨烯/二氧化铈纳米复合材料均具有良好的光热性能,复合材料质量浓度越高光热性能越好.灸2组施灸10 min温度能达到47.6℃,且不造成热损伤,更适合于动物实验.与NIH-3T3细胞共培养实验结果显示,60,80,100 μg/mL G1C1具有良好的生物相容性.与金黄色葡萄球菌悬浮液共培养实验结果显示,G2C1、G1C1和G1C2均具有良好的抗菌作用,其中G1C1组表现出优异的抗菌性能,当其质量浓度为80 μg/mL时抑菌率已达到100%.60-120 μg/mL G1C1可有效清除金黄色葡萄球菌生物膜,材料质量浓度越高清除效果越好;艾灸也可有效清除金黄色葡萄球菌生物膜,且施灸距离越近清除效果越好.②莫匹罗星组、灸2组、灸2+G1C1组及80,100 μg/mL G1C1组大鼠治疗第7天的创面面积相较于对照组明显减小,创面修复质量较好.莫匹罗星、G1C1、艾灸和灸2+G1C1均能有效清除创面细菌残留,且G1C1质量浓度越高细菌残留量越少,艾灸组施灸距离越近细菌残留量越少.其中80 μg/mL G1C1组和灸2组的创面修复效率以及细菌残留量非常接近,且二者创面修复效率均优于莫匹罗星组.除此之外还观察到材料与艾灸联合后对创面细菌的清除能力要优于单独使用.③结果显示,艾灸、还原氧化石墨烯/二氧化铈纳米复合材料及其结合具有良好的抗感染和促创面愈合效果.

随着生物医学应用的发展,石墨烯已经成为了新一代的生物材料.它是一类仅有单原子厚度、二维蜂窝网状结构的纳米材料,它的出现吸引了整个科学界的关注并且迅速成为被研究较广泛的碳材料.自2004年被发现以来,石墨烯及其衍生物(氧化石墨烯和还原的石墨烯氧化物)因其独特的光学、机械、电子、热和磁特性受到了生物医学界的日益重视.例如,氧化石墨烯是石墨烯的水溶性衍生物,由于它的多官能化及与各种生物分子的高效表面负荷,得到了生物技术领域的广泛研究,这类生物相容的碳基材料可促进干细胞的生长和诱导其向各种细胞谱系分化.此外,石墨烯促进成骨细胞分化的能力使之成为了骨再生研究的一种新兴材料.本文综述了石墨烯和石墨烯氧化物在生物学领域中研究及应用的最新进展.

目的:探索FePt/GO纳米复合材料的抗肺癌效果.方法:通过化学还原的方法制备出径粒约为3 nm的FePt纳米颗粒,并通过超声将FePt纳米颗粒装载于氧化石墨烯(GO)表面得到FePt/GO纳米复合材料,运用TEM、AFM、XPS等技术对其进行表征.将得到FePt/GO纳米复合材料分别与非小细胞肺癌细胞(H1975)和人胚肺成纤维细胞(HELF)共同培养,用CCK-8法对其进行毒性评估;通过单细胞克隆形成实验与CCK-8法评估FePt/GO复合纳米材料的放射增敏作用.结果:成功制备出FePt/GO纳米复合材料,在一定浓度范围内,FePt/GO对H1975细胞表现出很明显的毒性而对正常HELF细胞无明显毒性,并且可以有效地增强X射线对H1975细胞的杀伤作用.结论:FePt/GO纳米复合材料是一种有可能用于临床的抗癌药物.

目的 通过制备β-环糊精(β-CD)及羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)功能化的还原氧化石墨烯(rGO)(β-CD@rGO和HP-β-CD@rGO)荧光传感器,实现对盐酸倍他洛尔的检测与识别.方法 采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、热重分析/差示扫描量热法(TGA/DSC)对所制备的β-CD@rGO和HP-β-CD@rGO进行表征.在β-CD@rGO和HP-β3-CD@rGO分散液中分别加入R6G,通过测定荧光恢复率实现对盐酸倍他洛尔的检测,并对2种传感器的专属性进行了验证.结果 表征结果显示,β-CD及HP-β-CD成功地修饰到石墨烯上.HP-β-CD@rGO对盐酸倍他洛尔检测浓度在1.0 ～ 10.0 μmol·L-1,β-CD@rGO对盐酸倍他洛尔检测浓度在0.25～10.00 μ mol·L-1,且盐酸倍他洛尔与荧光恢复率均呈良好的线性关系.专属性检测结果显示,β-CD@rGO和HP-β-CD@rGO均可实现对盐酸倍他洛尔的识别,专属性高,14种其他物质对检测几乎无干扰.结论 β-CD@rGO和HP-β-CD@rGO 2种荧光传感器均可实现对盐酸倍他洛尔的检测与识别;HP-β-CD@rGO对盐酸倍他洛尔的检测灵敏度优于β-CD@rGO.

以谷胱甘肽修饰的CdTe量子点(GSH-CdTe QDs)与金纳米粒(AuNPs)形成复合材料(AuNPs@GSH-CdTe)为信号标记物,并在还原氧化石墨烯(rGO)和AuNPs双重信号放大的作用下,建立了一种高灵敏检测前列腺特异性抗原(PSA)的三明治免疫夹心式电化学方法.在rGO/AuNPs表面固定二抗蛋白(Ab2),捕获目标物PSA和标记有一抗蛋白(Ab1)的AuNPs@GSH-CdTe信号物,形成"三明治"免疫夹心结构.经HNO3溶解后,采用方波溶出伏安法(SWSV)测定酸解的Cd2+的峰电流用于定量分析PSA.其中AuNPs较大的比表面积以及较好的生物相容能力,达到了成功装载抗体以及放大信号的效果,同时具有较大表面积的rGO起到了协同放大的作用.所构建的免疫分析方法实现了对肿瘤标志物PSA的检测,其线性范围为0.5～200 ng/mL,检测限为5.0 pg/mL,并且该方法专属性、重复性以及稳定性好.此外,在实际样品的检测中,加标样回收率为98.20％ ～106.2％,结果准确度良好,为检测PSA提供了准确可靠且灵敏度高的新方法.

目的:研究氧化石墨烯和银改性纯钛表面后对金黄色葡萄球菌形态及致病基因的影响.方法:通过电镀法和紫外还原法分别将氧化石墨烯和银加载于纯钛金属表面,利用场发射扫描电子显微镜、显微拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪和接触角测试仪对改性前后钛片表面形貌、性状及亲水性能进行表征;以金黄色葡萄球菌为目标菌,与改性前后3种形貌纯钛共培养,通过场发射扫描电子显微镜和实时定量荧光PCR对其形态及致病基因表达进行检测;利用CCK-8试剂盒检测各组试样表面前体成骨细胞活力水平.结果:通过电镀法和紫外还原法可成功将氧化石墨烯和银加载于纯钛金属表面,并提高其表面粗糙度和亲水性能,且不同形貌钛片对金黄色葡萄球菌形态和致病基因表达造成影响.另外,氧化石墨烯具有促进细胞活力水平作用,而氧化石墨烯和银降低细胞活力,但与纯钛片组相比,差异无统计学意义.结论:氧化石墨烯改性纯钛片后具有促进细菌黏附和细胞活力水平作用,而氧化石墨烯-银则具有显著抗菌效果.

本文研究了蒙脱土/还原氧化石墨烯负载纳米铜(MMT-rGO-CuNPs)复合抗菌材料的制备及其抗菌性能.通过X射线衍射图谱的检测,确定MMT-rGO-CuNPs复合物已经成功.为了研究复合物的抗菌活性,通过观察大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的表面形貌变化和细菌体外离子浓度变化,证明MMT-rGO-CuNPs复合物对金黄色葡萄球菌的抗菌性能要强于对大肠杆菌.