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科学:水溶性翘曲纳米石墨烯的合成及其在光诱导细胞死亡的应用!

人气:855 发布时间:2018-12-05
摘要:石墨烯及其纳米尺寸的小兄弟纳米石墨烯因其卓越的光电特性而闻名。然而,生物医学应用受到材料不溶性的阻碍,特别是在水中。日本

石墨烯及其纳米尺寸的小兄弟纳米石墨烯因其卓越的光电特性而闻名。然而,生物医学应用受到材料不溶性的阻碍,特别是在水中。日本科学家团队现已引入取代的“翘曲纳米石墨烯”,它可溶于多种溶剂,同时保持其光物理特性。作者在Angewandte Chemie的出版物中也强调了其在照射时选择性杀死细胞的光动力学潜力。

Nanographene具有石墨烯的六方碳晶格,但仅有几个具有可调电子特性的碳环组成。阻碍光电器件或生物医学广泛应用的一大问题是其不可溶性。因此,为了抑制堆叠和聚集,已经合成了具有弯曲结构的新型纳米石墨烯,即所谓的翘曲纳米石墨烯。日本名古屋大学的Kenichiro Itami和他的同事现在已经找到了一种方法来进一步提供翘曲的纳米石墨烯,以获得完全可溶的两亲产品。新结构具有生物相容性,但在照射后会杀死宿主细胞。作者认为,这种有效的光敏化行为可能会激发未来光动力癌症治疗的研究。

自2004年发现石墨烯作为一种有趣的单层碳改性以来,石墨烯类材料的溶解性差一直被认为是有问题的。为了提高溶解度,伊丹和他的同事开发了翘曲的纳米石墨烯分子在芳香结构的外缘具有化学取代基。通过相对简单和有效的硼酸化策略引入取代基。一旦分子被硼酸化,硼取代基可以被其他取代基取代,在这种情况下,被具有高度可溶的四(乙二醇)链(TEG)的芳族分子取代。两次应用这种替代替代策略,科学家们完成了一种翘曲的,即弯曲的纳米石墨烯分子的合成,该分子在包括水在内的各种溶剂中都是稳定的。激光激发后,它呈现出绿色荧光。

该荧光指向生物学中的应用,例如,作为生物成像中的染料。科学家们报告说,进一步的应用是出乎意料的。在激发后,该分子对细胞无害,杀死人HeLa细胞系的细胞群几乎达到100%。作者提出:“虽然机制尚不清楚,但[可溶性翘曲纳米石墨烯]的单线态氧生成效率相对较高,可能导致其HeLa细胞死亡。”因此,可以假设类似于染料敏化和活性氧物质产生的机制。

这些第二代纳米笔记本结合了石墨烯的显着光电特性和生物相容性。他们很可能在生物成像,光动力疗法和类似应用中扮演未来的角色。

责任编辑:环球石墨烯网