氧化石墨烯材料對(duì)紅細(xì)胞形態(tài)、功能影響研究.pdf

1、石墨烯自2004年被發(fā)現(xiàn)后便成為了新興的熱門材料。其衍生物氧化石墨烯繼承了它單一片層、二維尺度與細(xì)胞大小接近、比表面積大、吸附能力強(qiáng)以及成本較低的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，由于氧化石墨烯表面帶有含氧官能團(tuán)，在溶液中有更好的分散性，更易于生物領(lǐng)域的應(yīng)用。目前，氧化石墨烯在藥物傳遞、腫瘤成像、光熱療法及生物傳感器方面都取得了卓越的成果。納米材料想要在生物體中應(yīng)用，好的生物相容性是必要的條件。本文以紅細(xì)胞為主要研究對(duì)象，從氧化石墨烯對(duì)紅細(xì)胞的溶血率、

2、脆性、形態(tài)、膜表面蛋白功能的角度，以實(shí)驗(yàn)及分析動(dòng)力學(xué)模擬由宏觀到微觀，從建立假說到模擬證明假說探究了氧化石墨烯對(duì)紅細(xì)胞造成的影響。本文中，實(shí)驗(yàn)一共分為以下4各部分:
　　1.氧化石墨烯的紅細(xì)胞相容性研究。通過紅細(xì)胞溶血試驗(yàn)及紅細(xì)胞脆性實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)片徑不同的兩種氧化石墨烯在100μg/mL濃度以下，均未使紅細(xì)胞顯著溶血（溶血率在5％以下）。濃度20μg/mL以上的氧化石墨烯在與紅細(xì)胞孵育后團(tuán)聚明顯，紅細(xì)胞的溶血率降低。另一方面，通

3、過紅細(xì)胞脆性實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，氧化石墨烯使紅細(xì)胞脆性增加，承受滲透壓變化的能力減弱。
　　2.氧化石墨烯對(duì)紅細(xì)胞形態(tài)影口向研究。紅細(xì)胞形態(tài)是維持紅細(xì)胞功能的重要屬性。我們發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯不會(huì)造成紅細(xì)胞形態(tài)的改變，但也不能保護(hù)紅細(xì)胞免受形態(tài)誘變劑的作用。
　　3.氧化石墨烯對(duì)紅細(xì)胞乙酰膽堿酯酶功能影響研究。紅細(xì)胞乙酰膽堿酯酶是紅細(xì)胞膜上的重要功能性蛋白。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，游離態(tài)的氧化石墨烯會(huì)使底物更穩(wěn)定，但在與紅細(xì)胞結(jié)合后，氧化石墨烯貼附在

4、細(xì)胞表面使紅細(xì)胞乙酰膽堿酯酶活性增加，底物分解增加。用BSA分散石墨烯對(duì)紅細(xì)胞乙酰膽堿酯酶活性沒有顯著提高的作用。推測(cè)氧化石墨烯可能通過影響底物硫代乙酰膽堿的局域濃度或分解后產(chǎn)生的羧酸的離去速度，造成了底物分解速率變快。
　　4.分子動(dòng)力學(xué)模擬研究氧化石墨烯對(duì)乙酰膽堿酯酶影響機(jī)理。我們通過分子動(dòng)力學(xué)模擬發(fā)現(xiàn)，氧化石墨烯貼附在乙酰膽堿酯酶表面，但不與蛋白的活性位點(diǎn)結(jié)合。通過氫鍵及蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的分析發(fā)現(xiàn):氧化石墨烯不會(huì)和乙酰膽堿酯酶活