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      氧化石墨烯表面鋪磷脂雙分子層的研究

      2016-08-04 00:51:52賈珍基
      大科技 2016年11期
      關(guān)鍵詞:囊泡磷脂生物膜

      賈珍基

      (蘇州大學 江蘇省蘇州市 215006)

      氧化石墨烯表面鋪磷脂雙分子層的研究

      賈珍基

      (蘇州大學 江蘇省蘇州市 215006)

      隨著社會發(fā)展,科研的方向從宏觀走向微觀,納米材料的發(fā)展改變著現(xiàn)代人的生活。本文主要介紹了一種新型納米材料,氧化石墨烯。另外,我們通過制作100nm囊泡,利用囊泡融合法,在氧化石墨烯表面形成磷脂雙分子層,而磷脂雙分子層類比于生物膜。從而我們可以研究納米材料與生物膜之間的關(guān)系,進而探索氧化石墨烯等納米材料在生物醫(yī)學方面的應(yīng)用。

      氧化石墨烯;納米材料;生物膜;磷脂雙分子層;囊泡

      1 前言

      氧化石墨烯薄片是石墨粉末經(jīng)化學氧化及剝離后的產(chǎn)物[1~3],其結(jié)構(gòu)跨越了一般化學和材料科學的典型尺度。氧化石墨烯可視為一種非傳統(tǒng)型態(tài)的軟性材料,具有聚合物、膠體、薄膜,以及兩性分子的特性[4]。氧化石墨烯可如同界面活性劑一般存在界面,并降低界面間的能量[5~6]。

      生物膜的主要組成部分就是磷脂,之前的研究中,人們利用巨囊泡類比于生物膜,通過觀察巨囊泡的行為進一步研究生物膜的特點。而尺寸在100nm的囊泡,可以通過更為簡單的方法制備,通過囊泡融合法,制備磷脂雙分子的的研究之前也被提及過。

      本文將氧化石墨烯與100nm囊泡結(jié)合,在通過外加壓力的情況下,使囊泡破碎融合,從而在氧化石墨烯表面形成磷脂雙分子層。這項研究為生物膜以及納米材料提供了廣闊的應(yīng)用前景。

      2 實驗與討論

      氧化石墨烯的AFM研究。我們將買來的氧化石墨烯用去離子水分散,濃度為0.02mg/ML,將氧化石墨烯溶液取少量滴于云母片上,放在烘箱中,晾干后置于原子力顯微鏡(AFM)下觀察。

      如圖1,可以看到,我們所用的氧化石墨烯表面基本平整,且其高度大約在1nm左右。

      圖1 氧化石墨烯AFM圖

      氧化石墨烯與100nm囊泡反應(yīng)。首先,我們利用推拉法制作囊泡,原料為DOPC,如圖2是我們制作的囊泡的尺寸分布,由圖可知,我們制作的囊泡的尺寸范圍大約都在100nm左右。

      圖2 囊泡DLS分布圖

      為了讓氧化石墨烯表面形成一層磷脂雙分子層,我們首先讓氧化石墨烯溶液與囊泡溶液混合,并在搖床上震蕩3h,震蕩結(jié)束后,將混合溶液放到特定的倉中,在共聚焦顯微鏡下進行觀察,是為共聚焦顯微鏡觀察的結(jié)果,由圖可以看到,由于我們的囊泡里面加了綠色熒光,所以在顯微鏡下可以清晰的看到,氧化石墨烯表面有很多綠色的囊泡出現(xiàn),也就驗證了我們的實驗結(jié)果。

      囊泡融合法制備磷脂雙分子層。上述實驗過程以及結(jié)論,已經(jīng)得到了氧化石墨烯表面包裹了很多100nm囊泡的結(jié)果,而離形成磷脂雙分子層還有一定的距離。為了能夠使囊泡變成磷脂雙分子層,我們借鑒之前的研究,通過在溶液中加入氯化鈣的方法,可以使囊泡破裂。因為之前的研究表明,磷脂雙分子層的高度大約為5~6nm。如果我們得到的膜也在這個高度的話,就證實了我們實驗的成功性。因此,我們把最終混合溶液取少量滴于云母片上,晾干后,我們得到的膜基本均勻,高度大約也為5~6nm,因此,可以斷定我們成功實現(xiàn)了在氧化石墨烯上鋪磷脂雙分子層的實驗。

      3 總結(jié)

      本文將氧化石墨烯與100nm囊泡結(jié)合,在通過外加壓力的情況下,使囊泡破碎融合,從而在氧化石墨烯表面形成磷脂雙分子層。這項研究為生物膜以及納米材料提供了廣闊的應(yīng)用前景。

      [1]神奇材料-石墨烯-百度文庫[EB/OL].

      [2]不斷進步的石墨烯制備工藝[J].傳感器世界,2011(3):39.

      [3]《自然》:大規(guī)模生產(chǎn)低成本石墨烯已成可能[J].磨料磨具通訊,2009(2):30~32.

      [3]傅玲,劉洪波,鄒艷紅,等.Hummers法制備氧化石墨時影響氧化程度的工藝因素研究[J].炭素,2005(4):10~14.

      [4]楊建國,牛文新,李建設(shè),等.聚苯乙烯/氧化石墨納米復(fù)合材料的制備與性能[J].高分子材料科學與工程,2005,21(5):55~58.

      [5]代波,邵曉萍.新型碳材料——石墨烯的研究進展[J].材料導(dǎo)報,2010,24(2):17~21.

      [6]張偉娜,何 偉.石墨烯的制備方法及其應(yīng)用特性[J].化工新型材料,2010,38(4):15~18.

      O482.3

      A

      1004-7344(2016)11-0275-01

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