由于較低的毒性和良好的生物相容性,石墨烯材料在細胞成像方面**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)和光學性質(zhì),或者經(jīng)過熒光染料分子標記之后,可用于體外細胞與***光學成像[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)用于細胞成像。他們將抗體利妥昔單抗(anti-CD20)與納米GO-PEG共價結(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細胞或T細胞在培養(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細胞淋巴瘤具有強熒光,而T淋巴母細胞的熒光強度則很弱。另外,通過對GO進行80℃熱處理17天后,再利用200W的超聲對GO溶液處理2h,得到的GO在紫外光(266–340nm)的照射下顯示出藍色熒光。氧化石墨可以通過用強氧化劑來處理石墨來制備。生產(chǎn)氧化石墨導熱膜
氧化石墨烯因獨特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)受到了人們的***關(guān)注,其生物相容性的研究已經(jīng)積累了一定的研究基礎(chǔ),但氧化石墨烯在實際應(yīng)用中仍然面臨很多困難和挑戰(zhàn)。首先,氧化石墨烯制備方法的多樣性和生物系統(tǒng)的復雜性,會***影響其在體內(nèi)外的生物相容性,導致研究結(jié)果的不一致,因此氧化石墨烯的生物相容性問題不能簡單歸納得出結(jié)論,需要綜合多方面的因素進行深入研究。其次,氧化石墨烯的***活性又取決于時間和本身的濃度,其***機理需要進一步的研究。***,氧化石墨烯對機體的長期毒性以及氧化石墨烯進入細胞的機制、與細胞之間相互作用的機理、細胞/體內(nèi)代謝途徑等尚不清晰。這些問題關(guān)乎氧化石墨烯在生物醫(yī)學領(lǐng)域應(yīng)用中的安全問題和環(huán)境風險評價,需要研究者們不斷地研究和探索。多層氧化石墨生產(chǎn)廠家氧化石墨片層的厚度約為1.1 ± 0.2 nm。
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成分的多樣性、原子和電子層面的復雜結(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、量子點等,而GO的熒光淬滅效率在還原后還有進一步的提升。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。
氧化石墨烯(GO)在很寬的光譜范圍內(nèi)具有光致發(fā)光性質(zhì),同時也是高效的熒光淬滅劑。氧化石墨烯(GO)具有特殊的光學性質(zhì)和多樣化的可修飾性,為石墨烯在光學、光電子學領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一個功能可調(diào)控的強大平臺[6],其在光電領(lǐng)域的應(yīng)用日趨***。氧化石墨烯(GO)和還原氧化石墨烯(RGO)應(yīng)用于光電傳感,主要是作為電子給體或者電子受體材料。作為電子給體材料時,利用的是其在光的吸收、轉(zhuǎn)換、發(fā)射等光學方面的特殊性質(zhì),作為電子受體材料時,利用的是其優(yōu)異的載流子遷移率等電學性質(zhì)。本書前面的內(nèi)容中對氧化石墨烯(GO)、還原氧化石墨烯(RGO)的電學性質(zhì)已經(jīng)有了比較詳細的論述,本章在介紹其在光電領(lǐng)域的應(yīng)用之前,首先對相關(guān)的光學性質(zhì)部分進行介紹。氧化石墨烯(GO)的光學性質(zhì)與石墨烯有著很大差別。
氧化應(yīng)激是指體內(nèi)氧化與抗氧化作用失衡,傾向于氧化,導致中性粒細胞炎性浸潤,蛋白酶分泌增加,產(chǎn)生大量氧化中間產(chǎn)物,即活性氧。大量的實驗研究已經(jīng)確認細胞經(jīng)不同濃度的GO處理后,都會增加細胞中活性氧的量。而活性氧的量可以通過商業(yè)化的無色染料染色后利用流式細胞儀或熒光顯微鏡檢測到。氧化應(yīng)激是由自由基在體內(nèi)產(chǎn)生的一種負面作用,并被認為是導致衰老和疾病的一個重要因素。氧化應(yīng)激反應(yīng)不僅與GO的濃度[17,18]有關(guān),還與GO的氧化程度[19]有關(guān)。如將蠕蟲分別置于10μg/ml和20μg/ml的PLL-PEG修飾的GO溶液中,GO會引起蠕蟲細胞內(nèi)活性氧的積累,其活性氧分別增加59.2%和75.3%。當超過某上限后氧化石墨烯量子點的性質(zhì)相當接近氧化石墨烯。多層氧化石墨生產(chǎn)廠家
氧化石墨的親水性好,易于分散到水泥基復合材料中。生產(chǎn)氧化石墨導熱膜
石墨烯可與多種傳統(tǒng)半導體材料形成異質(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。基于硅-石墨烯異質(zhì)結(jié)光電探測器(SGPD),獲得了極高的光伏響應(yīng)[71]。相比于光電流響應(yīng),它不會因產(chǎn)生焦耳熱而產(chǎn)生損耗?;诨瘜W氣象沉積法(CVD)生長的石墨烯光電探測器有很多其獨特的優(yōu)點。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極微弱的信號,常見的硅-石墨烯異質(zhì)結(jié)光電探測器結(jié)構(gòu)如圖9.8所示。生產(chǎn)氧化石墨導熱膜