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1、药学学报ActaPharmaceuticaSinica2012,47(3):291−298·291·石墨烯类材料在生物医学领域应用的研究进展*姜晖,王雪梅,王晨苏(东南大学生物科学与医学工程学院,生物电子学国家重点实验室,江苏南京210096)摘要:石墨烯是二维的平面多环芳香烃原子晶体,在各个领域都备受关注,是目前的研究热点之一。本文综述了近年来石墨烯类材料在生物医学研究领域的最新进展,包括其在生物体外和体内的毒性、载药和靶向控释、光动力学治疗等方面的研究,证实石墨烯类材料拥有良好的生物医学应用前景。关键词:石墨烯;细胞毒性;药物载体;光动力学
2、中图分类号:R943;R331文献标识码:A文章编号:0513-4870(2012)03-0291-08Researchprogressofgraphene-basedmaterialsintheapplicationtobiomedicine*JIANGHui,WANGXue-mei,WANGChen-su(SchoolofBiologicalScienceandMedicalEngineeringandStateKeyLaboratoryofBioelectronics,SoutheastUniveristy,Nanjing210096,C
3、hina)Abstract:Grapheneisakindofatomiccrystalwithtwo-dimensionalpolycyclicaromatichydrocarbonsplanes,whichisofgreatconcerninvariousfields.Thispaperreviewsthelatestdevelopmentofgraphene-basedmaterialsinbiomedicalresearchfieldsintherecentyears,includinginvitroandinvivotoxicity,
4、drugloading,targetingcontrolledrelease,aswellasphotodynamictherapy.Theseresearchesvalidatethatthegraphene-basedmaterialsindicatepromisingprospectsintheapplicationtobiomedicine.Keywords:graphene;cytotoxicology;drugcarrier;photodynamics石墨烯是二维的平面多环芳香烃原子晶体,其们表现出物质微观状态下固有的粗糙性,表面会
5、出[2]命名来自英文的graphite(石墨)+-ene(烯类结尾),也现几度的起伏。Meyer等认为这些表面皱褶是其存可称为“单层石墨”,它被认为是材料科学和物理在的必要条件。也有人认为二维石墨烯是从三维石墨学的新星。2004年,英国曼彻斯特大学的A.K.Geim上剥离下来的,强大的原子间作用力保证了石墨烯[3]和K.S.Novoselo成功地在实验中从石墨中分离出石即使在高温下也不会发生热力学膨胀。这种严格意[1]墨烯,并证实它可以单独存在。二人因此获得2010义上的二维材料赋予石墨烯丰富和出众的理化性质。[4]年诺贝尔物理学奖。它是目前世
6、上最薄却也是最坚硬的纳米材料。它石墨烯的碳原子排列与石墨的单原子层类似,几乎完全透明,只吸收2.3%的光;导热系数达53002−1由碳原子以sp杂化轨道呈蜂巢晶格(honeycombW·(m·K),高于碳纳米管和金刚石;常温下其电子2−1crystallattice)排列构成。由于原子间作用力很强,其迁移率超过15000cm·(V·s),高于碳纳米管或硅晶−6[1]结构非常稳定。悬浮的石墨烯片层并不完全平整,它体;而电阻率约为1×10Ω·cm,比铜或银更低,有望用于制造透明触控屏幕、光板,甚至太阳能电池。收稿日期:2011-11-16;修回日期
7、:2011-12-13.可以说,石墨烯的研究推动了包括凝聚态物理、材料基金项目:国家自然科学基金资助项目(21175020,20905012).*通讯作者Tel/Fax:86-25-83792177,E-mail:xuewang@seu.edu.cn科学在内等一系列学科的发展。·292·药学学报ActaPharmaceuticaSinica2012,47(3):291−298正是基于这些不同寻常的光电特性,研究人员热温度决定,具有较强的可控性,可能成为今后工业也在不断发掘石墨烯在生物医学领域的应用,尤其化生产石墨烯的主要方法之一。此外还有多种制
8、备方是构建给药系统等方面。本文以此为切入点,在简要法,如金属表面生长法、氧化减薄石墨片法、肼还原介绍石墨烯的分类和制备的基础上,重点讨论近年石墨烯法、
