基于石墨烯的納米復合物在生物醫學及其他領域中的應用

孫穎，張宇

(東南大學生物科學與醫學工程學院，江蘇省生物材料與器件重點實驗室，江蘇南京 210009)

自英國曼徹斯特大學的Geim研究小組［1］于2004年首次制備出穩定的石墨烯，推翻了經典的“熱力學漲落不允許二維晶體在有限溫度下自由存在”的理論，整個物理界受到了強烈的震撼，也引發了一股石墨烯的研究熱潮。石墨烯是由碳六元環組成的兩維(2D)周期蜂窩狀點陣結構，具有優良的導電性能和高的機械強度，是世界上最薄的材料(單層原子)。石墨烯在電子、光學方面有其獨有的特性［2］，石墨烯的價帶和導帶相交于費能級處(K和K'點)，是能隙為零的半導體;而且石墨烯中電子的運動速度達到光速的1/300，其電子行為需要用相對論量子力學中的狄拉克方程來描述;在4 K以下石墨烯具有反常量子霍爾效應(anomalous quantum Hall effect)，而在室溫下體現出量子霍爾效應等。在機械性能和熱性能方面也有很好的表現，二維石墨烯是從三維石墨上剝離下來的，強大的原子間作用力保證了石墨烯即使在高溫下也不會發生熱力學膨脹［3］。目前的合成方法有物理方法和化學方法兩種，物理方法包括球磨法、微機械剝離法、取向生長法［4-5］、加熱 SiC法［6］等;化學方法包括石墨插層法、熱膨脹剝離法、電化學法、化學氣相沉積法［7］、氧化石墨還原法等。

石墨烯是一類憎水性物質，而氧化石墨烯擁有羥基、羧基、環氧官能團和羰基等大量的含氧基團，是一種親水性物質，可以高度分散在水溶液或其他有機溶劑中，目前最常用的石墨烯的氧化方法是Hummers法［8］。還原氧化石墨烯是氧化石墨烯的脫氧產物，與石墨烯得以區別的是，還原氧化石墨烯由于邊緣的羧基等基團不能被強還原劑還原，基底面等也留下了因基團的還原而產生的晶格缺陷。這些保留的羧基基團使得還原氧化石墨烯的疏水性得以改善，另一方面，其電學性質又比氧化石墨烯有所提高。石墨烯(或氧化石墨烯、還原氧化石墨烯)［9-11］由于獨特的物理、化學及生物特性而成為近幾年研究的前沿和熱點。制備石墨烯或氧化石墨烯(包括部分還原的氧化石墨烯)與納米粒子(Au、Ag、TiO2、CdSe 等)的復合物，在化學催化、能量轉換、生物模擬酶及生物醫學等方面的應用已有較多研究［12-15］。

1 基于石墨烯的納米復合物在生物醫學方面的研究進展

在生物醫學方面，石墨烯展現了許多優異的性能。在石墨烯的基礎上引入含氧官能團，得到功能化的氧化石墨烯并在許多性質方面得到了改良，尤其是在水中的溶解度上，克服了單獨的石墨烯難以溶解的缺陷而易于溶解在許多溶劑中，為其在生物醫學領域的應用提供了保障。石墨烯還可以通過表面官能化形成可控的化學缺陷，例如表面引入羥基、羰基、環氧基等，通過化學方法接入比如抗體、藥物、DNA、功能納米顆粒等改善其功能以增強其生物醫學方面的應用。

在藥物載體方面，范課題組［16］認為未作修飾的氧化石墨烯主要沉積在肺部并能停留很長時間，而在網狀內皮系統攝取量很低，可作為潛在的靶向肺部的藥物輸送載體。為了增加石墨烯的血液循環時間以及腫瘤靶向性，聚乙二醇(PEG)修飾是一個很好的策略。戴課題組［17］通過將生物相容性良好的PEG修飾在石墨烯表面，首次合成了能在正常生理條件下(如血漿中)穩定存在且分散良好的功能化石墨烯;在此基礎上，將喜樹堿衍生物SN38成功地連接到PEG功能化的石墨烯上，達到了很好的抗腫瘤作用。除了喜樹堿之外，阿霉素作為一種抗腫瘤藥物同樣也被通過靜電、等相互作用連接在可溶性石墨烯表面，并達到了2.35 mg·mg-1的高負載效率。阿霉素的裝載和釋放呈較強的pH依賴性［18］，可能與氧化石墨烯和阿霉素間的靜電等作用有關。譚曉芳等研究結果表明，表面PEG功能化還可顯著降低氧化石墨烯對體內重要的免疫效應系統之一——補體系統的激活，氧化石墨烯-PEG的存在能大量清除體內因外源性物質激活補體而產生的C3a，可能有利于減少過敏與炎癥的發生［19］，具有一定的免疫學上的意義。

在腫瘤光熱療方面，有研究人員［20］指出，生物相容性高分子修飾后的納米級石墨烯本身在動物體內不會表現出明顯的毒性，并且能夠被逐漸排除體外［21］。納米石墨烯具有優良的藥物裝載和近紅外光吸收能力，且在一系列小鼠腫瘤中有著很高的被動富集效應，在動物模型上實現了腫瘤的高效光熱治療，并且成功地實現了稀土上轉換納米晶在動物體內的多色高靈敏成像，并利用該類材料為化療和光療藥物的載體，在細胞水平和動物水平上實現了腫瘤的成像協同治療［22］。

在生物檢測方面，2009年Shan等［23］首次將聚乙烯吡咯烷酮修飾在石墨烯表面，這種穩定的水溶性良好的復合物對氧氣、過氧化氫顯示出很好的氧化還原作用，將其用于修飾電極，可以很好地固定葡萄糖氧化酶，用于溶液中葡萄糖濃度的檢測。將石墨烯辣根過氧化物酶(HRP)通過殼聚糖固載到玻碳電極上電沉積納米金顆粒或者石墨烯/普魯士藍來修飾電極，以增加電極的靈敏度。將殼聚糖修飾到石墨烯表面可以固定血紅蛋白［24-26］。基于石墨烯信號放大功能的量子點電致化學發光可以用于檢測谷胱甘肽。納米金修飾石墨烯上形成基底，將探針DNA鏈結合到復合材料上，再根據堿基互補匹配原則與互補DNA鏈結合形成雙螺旋結構通過DNA鏈對石墨烯熒光的猝滅原理，測量結合互補鏈前后石墨烯熒光性能的變化，可以實現對互補 DNA 鏈的測量等［27］。Huang等［28］證明了與普通的玻碳電極相比，修飾有腺嘌呤和鳥嘌呤的石墨烯電極的氧化電位會發生負移，并且峰電流變大，可以實現對腺嘌呤和鳥嘌呤的同時檢測。Zhang等［29］將聚苯乙烯磺酸化吡咯修飾在石墨烯的表面可達到對黃嘌呤的 3 ×10-8mol·L-1到 2.8 ×10-5mol·L-1線性范圍的檢測。Li等［30］通過將石墨烯摻雜到Nafion膜中，由于加速了釕聯吡啶的電子轉移速率提高了ECL傳感器的穩定性，從而有效降低了對三丙胺的檢出限。另外，在宏觀方面，有Wan等［31］利用水溶液中細菌對石墨烯電子傳遞速度的影響構建出一種以石墨烯為電極修飾物的電化學生物阻抗傳感器，以用于對海洋致病菌的檢測。

2 石墨烯作為載體的復合物在模擬天然酶方面的研究進展

在自然界的發展和生命進化中，動植物為了生存而進化出了酶的高效催化、激素的精密調控等無數絕妙的生物機能。酶是一類生物催化劑，是具有催化功能的蛋白質。它有著所有催化劑的共性:如少量酶存在即可大大加速反應速度;有時也參與反應，但反應前后本身無變化。另外酶還有其自身特性［32］:更高的催化效率、更高的反應專一性、溫和的反應條件。然而，天然酶易變性失活、提純困難、價格昂貴，給儲藏及應用帶來諸多不便，實際需要同樣促使人們開發具有酶功能的模擬酶體系用于實際生產。因而有許多科學工作者致力于開拓取天然酶之長、避其所短的工作，模擬酶的研究就是用有機化學方法設計和合成一些較天然酶簡單得多的非蛋白質分子，以這些分子作為酶模型來模擬酶對其作用底物的親和和催化等過程，以實現化學反應的高效性和選擇性。

如過氧化物酶是廣泛存在于生物體內的一類氧化還原酶，通過其內部的變價鐵元素以及外部結構能催化H2O2氧化氫供體底物。在生命活動過程中，過氧化物酶主要是催化生物體內的氧化物或過氧化物氧化分解其它毒素。然而目前廣泛應用于生物檢測的過氧化物酶是從天然植物中提取的HRP，其價格昂貴，且保存及實驗條件苛刻，容易失活，在酶聯免疫分析上因分子較大而不利于抗原抗體結合，并且標記過程復雜。因此，尋找能夠替代HRP的模擬酶是酶催化反應的熱點。

2007年有研究人員［33］報道了一個新的發現，納米氧化鐵具有類過氧化物酶活性，并且能夠替代傳統的HRP進行生物檢測，從而可發展新型免疫診斷制劑，同時，結合納米顆粒的光電磁特性，還可以發展多功能診斷方法。一般認為，納米氧化鐵的類酶活性源于變價Fe元素的Fenton反應，其催化H2O2產生活性氧自由基，從而氧化酶底物顯色。納米氧化鐵類酶活性與顆粒尺寸、表面電荷及包覆層結構(決定對底物的動力學富集程度及產物的擴散)、晶體結構及表面晶面種類(高指數晶面具有更高的活性)、活性中心價態、周圍配位環境及氧化還原電位、聚集態等因素有關［34-37］。將納米粒子與石墨烯加以復合，整體的模擬酶催化活性將得以大大提高。有研究組［38］報道氧化石墨烯對Fe3O4納米顆粒有較強的親和力，利用簡單方法制備出的氧化石墨烯-Fe3O4磁性納米復合物具有天然酶所不能及的高活性、廣泛的溫度和pH依賴性，并且Fe3O4納米顆粒易于磁分離使得復合物整體可以方便有效地重復催化利用，可用于高靈敏度的雙氧水濃度檢測。石墨烯更以其共軛平面結構對底物分子的富集以及與底物之間的快速電荷轉移，對模擬酶活性的提高起到很大的輔助作用。

中國科學院長春應用化學研究所X.G.Qu研究組Song等［39］還指出，石墨烯本身就具有其固有的過氧化物酶性質。表面羧基化的氧化石墨烯(GO-COOH)在體系中存在雙氧水的情況下展現了其固有的作為過氧化物酶的特性，成功地將反應體系中的底物TMB(3，3'，5，5'-四甲基聯苯胺)氧化，使之變成藍色。也由于石墨烯的這一特性，使得成功發展一種簡便、廉價、具有高靈敏度和選擇性來檢測稀釋血液樣本或者食品樣本中的葡萄糖濃度的新方法成為可能。

Zhang等［40］指出，表面磺化的石墨烯相較于普通石墨烯在水相中表現出更好的單分散性。磺化石墨烯(sulfonated-G)表面帶有負電荷，將其做成電極，同時HRP與磺化過的石墨烯通過靜電自組裝在玻碳電極(GC)上形成穩定的復合電極表面(HRP/sulfonated-G/GC electrode)。新組裝的電極顯著增強了電子的傳遞，在H2O2和NaNO2等的還原反應上有出色的催化性質表現。石墨烯的這一性質使得其在作為生物傳感器及生物檢測方面具有很好的應用前景。自此不斷有報道石墨烯與不同的納米粒子［41-43］(如氧化鐵、氧化鈷以及金、鉑等高活性納米粒子)，或者與環糊精、卟啉等結構的復合可以有效增強原有物質的酶活性的文章。小分子酶活中心和納米粒子在石墨烯上的組裝不僅提供了催化中心，而且增加了石墨烯的水溶性和分散性，同時石墨烯作為載體也可能增加酶活性中心的分散性，其平面結構也有利于酶活性中心的暴露和反應性的提高。綜合利用石墨烯或納米粒子的光電磁特性，還有利于構建新型多功能檢測探針，同時實現磁分離富集、高效催化及生物檢測，還可以結合金染和普魯士藍染色技術進一步放大檢測信號。

3 石墨烯納米復合物在其他方面的研究進展

催化作用是通過催化劑改變反應物的活化能從而改變化學反應速率而不影響化學平衡的作用。催化作用基本在催化劑表面上進行，因此，催化劑的表面性質對催化作用有很大影響。催化劑比表面積大，表面上活化中心點多，表面對反應物吸附能力強，這些都對催化活性有利，因為化學吸附能降低反應活化能。把催化劑成分分散負載在載體上制成的催化劑稱負載型催化劑。合適載體的選擇可以增強催化劑的作用，常用的催化劑載體有活性碳、硅藻土、活性氧化鋁、硅膠和分子篩。對載體的要求是機械強度高、熱穩定性和化學穩定性好。石墨烯由于其高比表面積特性、高效的電子傳輸性能以及本身結構可以起到的富集催化底物的能力而一躍成為作為材料載體進而合成高效催化劑的最佳選擇。Sun等［44］等通過溶劑熱還原法將Fe3O4納米粒子結合在氧化石墨烯的表面，形成magnetite/reduced graphene oxide(MRGO)復合物，并展現出很強的染料降解能力(在最適條件下能達到對羅丹明B的91%和對孔雀綠的94%的催化效率)。有研究人員［45］證明了在CdSe/ZnS納米晶體結構和單層石墨烯片層結構之間的高效能量轉移;Lightcap等［46］將TiO2納米粒子構建在石墨烯片層上形成二維的催化體系，具有良好的電子傳遞能力。

光催化劑是一種在光的照射下，自身不起變化卻可以促進化學反應的物質，光催化劑是利用自然界存在的光能轉換成為化學反應所需的能量來產生催化作用，使周圍之氧氣及水分子激發成極具氧化力的自由基離子，其幾乎可分解所有對人體和環境有害的有機物質及部分無機物質，不僅能加速反應，亦能運用自然界的定侓，不造成資源浪費與附加污染形成。石墨烯在光催化降解污染物方面最近也有一些很好的進展，清華大學李研究組［47］報道了通過化學鍵相連接的TiO2納米粒子-石墨烯復合物的成功制備，證明了其高效的光催化降解有機染料的能力，具體表現在降解前后光響應范圍的變化，并將其歸于石墨烯對染料的高吸附能力、復合物擴展的光響應范圍以及石墨烯高導電性所導致的增強的電荷分離和傳輸。這項工作為制備高性能二氧化鈦-碳復合材料提供很好的思路，同時也為其在環保等諸多領域的應用提供了可能。

電化學是研究電和化學反應相互關系的科學。石墨烯衍生物和金屬氧化物或導電聚合物相結合，可有效增大多孔效用，高比表面積和高效電子傳輸性能使石墨烯及其衍生物作為電極基底在燃料電池、超級電容等方面具有相當光明的應用前景。在金屬或者在SiC表面延拓生長的石墨烯由于石墨碳與襯底間的晶格失配而導致出現周期性的莫爾條紋(Moirépattern)。這種表面超結構可以作為理想的兩維表面模板來擔載納米金屬團簇［48］。Qiu 等［49］指出在表面修飾有多聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDDA)的氧化石墨烯的基礎上，經硼氫化鈉(BH4)還原后可以實現負載率(18～78wt%)可控的Pt納米粒子(4.6 nm)均一、穩定的表面沉積。石墨烯還可以通過表面官能化形成可控的化學缺陷，例如表面引入羥基、羰基、環氧基等，這些化學缺陷能夠作為金屬生長的成核中心，達到控制金屬生長的目的，以改善其催化性能［50-51］。

有文章［52］提出，可以實現石墨烯-四氧化三鐵(GN-Fe3O4)納米復合物的溶劑熱一步合成。溶液中氧化石墨烯被還原成石墨烯的同時，伴隨著四氧化三鐵納米顆粒在其表面的形成與沉積。在180℃通過肼對氧化石墨烯的還原作用生成石墨烯，與此同時，絡合在氧化石墨烯表面的Fe3+(來自FeCl3·6H2O)在水合肼的作用下在石墨烯的表面成核生長，形成穩定、尺寸均一(7 nm)、分散均勻的四氧化三鐵納米顆粒。這種復合物因其高的鋰離子儲存特性、高度可逆容量、循環性能好以及優良的電容能力，可作為液態鋰離子電池優良的高性能陽極材料，也為其他的類似復合材料提供了光明的應用前景，更多樣的材料與石墨烯的復合是使鋰電池的性能得到改進的可行途徑。

超級電容器(Supercapacitors)是一種新型的儲能裝置［53］，利用活性炭多孔電極和電解質組成的雙電層結構獲得超大的容量，然而，相對較高的成本和低導電性的金屬氧化物或導電聚合物在容量增大方面已經達到了一定的極限［54］。而以石墨烯作為模板，在其上負載 Mn3O4、Co3O4、Cu2O、SnO2、RuO2、TiO2等不同的金屬納米顆粒來改進電極表面，使得在保證原有的高能量密度的同時也可有效提高超級電容的能量密度;在石墨烯載體的表面接上聚苯胺(PANi)［55］，兩者通過氧化石墨烯上的羧基和聚苯胺上的氮結合而形成摻雜。氧化石墨烯上的官能團能夠促進聚苯胺單體的成核生長，起到進一步增加有效裸露面積的作用，兩者通過π-π作用緊密結合，每增加1%(質量)的氧化石墨烯，聚苯胺電極的導電性［56-57］可增加 2 S·cm-1到10 S·cm-1，掃描電壓10 mV·s-1的條件下比電容由216 F·g-1上升為531 F·g-1。除了能有效增加電導率和電容性之外，氧化石墨烯還可以提高負荷電極的循環穩定性，其片層結構對機械形變的承受力也可以輕松應對充放電循環過程中的干縮和濕脹的情況。納米復合材料在更高的電壓掃描速度下(100 mV·s-1)的比電容仍然能夠維持并且高達85%［58］，此類復合物作為甲醇氧化及氧氣還原等反應的模擬酶催化劑，相較于傳統的炭黑擔載催化劑能夠有效降低甲醇的氧化電位，具有優異的導電、導熱和結構穩定性。這種簡單而低成本的石墨烯制備技術和納米復合材料具有良好的電容特性和優良的商業應用前景。

4 展 望

短短幾年內石墨烯在眾多研究領域都有了廣泛的應用。現代工藝水平可以達到的石墨烯及其衍生物低成本量產使得以其為基底載上高分子、金屬、金屬氧化物、無機晶體等合成的多功能復合材料在各個領域的發展得到快速的發掘和開發，不同復合物的設計與合成是現在科學家們需要努力的重點方向。相信隨著石墨烯制造方面的不斷進步，更多具有優異性能的材料被復合到石墨烯及其衍生物表面，石墨烯的納米復合物材料將在能源催化、生物醫學［59］等廣闊的領域造福人類。

［1］NOVOSELOV K S，GEIM A K，MOROZOV SV，et al.Electric field effect in atomically thin carbon films［J］.Science，2004，306(5696):666-669.

［2］BALANDIN A A，GHOSH S，BAO W Z，et al.Superior thermal conductivity of single-layer graphene［J］.Nano Lett，2008，8:902-907.

［3］LEE C，WEIX D，KYSARJW，et al.Measurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphene［J］.Science，2008，321:385-388.

［4］GEIM A K，NOVOSELOV K S.The rise of graphene［J］.Nat Mater，2007，6(3):183-191.

［5］NOVOSELOV K S，JIANG D，SCHEDIN F，et al.Two-dimensional atomic crystals［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2005，102:10451-10453.

［6］HANNON J B，TROMP R M.Pit formation during graphene synthesis on SiC(0001):in situ electron microscopy［J］.Phys Rev B，2008，77:241404.

［7］WINTTERLIN J，BOCQUET M L.Graphene on metal surfaces［J］.Surf Sci，2009，603:1841-1852.

［8］HUMMERSW S，OFFEMAN R E.Preparation of graphite oxide［J］.J Am Chem Soc，1958，80:1339.

［9］QI X，PU K Y，LI H.Amphiphilic graphene composites［J］.Angew Chem Int Ed，2010，49:9426-9429.

［10］HE Q，SUDIBYA H G，YIN Z，et al.Centimeter-long and large-scale micropatterns of reduced graphene oxide films∶fabrication and sensing application［J］.ACSNano，2010，4:3201-3208.

［11］LI B，CAO X，GONG H，et al.All-carbon electronic devices fabricated by directly grown single-walled carbon nanotubes on reduced graphene oxide electrodes［J］.Adv Mater，2010，22:3058-3061.

［12］YANG X Y，ZHANG X Y，MA Y，et al.Super paramagnetic graphene oxide-Fe3O4nanoparticles hybrid for controlled targeted drug carriers［J］.Journal of Material Chemistry，2009，19:2710-2714.

［13］LI F H，YANG H F，SHAN C S，et al.The synthesis of perylene-coated graphene sheets decorated with Au nanoparticles and its electrocatalysis toward oxygen reduction［J］.J Mater Chem，2009，19:4022-4025.

［14］XU C，WANG X，ZHU J W.Graphene-metal particle nanocomposites［J］.J Phys Chem C，2008，112:19841-19845.

［15］KAMATPV.Graphene-based nanoassemblies for energy conversion［J］.J Phys Chem Lett，2011，2:242-251.

［16］ZHANG X Y，YIN J L，PENG C，et al.Distribution and biocompatibility studies of graphene oxide in mice after intravenous administration［J］.Carbon，2011，49:986-995.

［17］LIU Z，ROBINSON J T，SUN X M，et al.PEGylated nanographene oxide for delivery of water-insoluble cancer drugs［J］.J Am Chem Soc，2008，130:10876-10877.

［18］YANG X Y，ZHANG X Y，LIU Z F，et al.High-efficiency loading and controlled release of doxorubicin hydrochloride on graphene oxide［J］.J Phys Chem C，2008，112:17554-17558.

［19］LILING J，KAI Y，SHUAI Z，et al.Functionalized graphene oxide in enzyme engineering:a selective modulator for enzyme activity and thermostability［J］.ACS Nano，2012，6:4864-4875.

［20］KAI Y，JIANMEI W，SHUAI Z，et al.In vivo pharmacokinetics，long-term biodistribution，and toxicology of pegylated graphene in mice［J］.ACSNano，2011，5:516-522.

［21］KAI Y，SHUAI Z，GUOXIN Z，et al.Graphene in mice-ultrahigh in vivo tumor uptake and highly efficient photothermal therapy［J］.Nano Lett，2010，10:3318-3323.

［22］CHAO W，LIANG C，ZHUANG L.Drug delivery with upconversion nanoparticles for multi-functional targeted cancer cell imaging and therapy［J］.Biomaterials，2011，32:1110-1120.

［23］SHAN C S，YANG H F，SONG J F，et al.Direct electrochemistry of glucose oxidase and biosensing for glucose based on graphene［J］.Anal Chem，2009，81(6):2378-2382.

［24］WU J F，XU M Q，ZHAO G.Graphene-based modified electrode for the direct electron transfer of cytochrome c and biosensing［J］.Electrochem Commum，2010，12(1):175-177.

［25］WANG L，ZHANG JJ，YANG X L，et al.Direct electrochemistry and electrocatalysis of hemoglobin based on poly(diallyldimethylammonium chloride)functionalized graphene sheets/room temperature ionic liquid composite film［J］.Biosens Bioelectron Commun，2010，12(3):402-405.

［26］ZHOU K F，ZHU L Z，SHEN H B，et al.A novel hydrogen peroxide biosensor based on Au-graphene-HRP-chitosan biocomposites［J］.Electrochim Acta，2010，55(9):3055-3060.

［27］LIU F，CHIO JY，SEO T S.Graphene oxide arrays for detecting specific DNA hybridization by fluorescence resonance energy transfer［J］.Biosens Bioelectron，2010，25(10):2361-2365.

［28］HUANG K J，NIU D J，SUN J Y，et al.Preparation of novel carbon-based nanomaterial of graphene and its applications electrochemistry［J］.Colloid Surface B，2011，82(2):543-549.

［29］ZHANG J，LEI JP，PAN R，et al.Highly sensitive electrocatalytic biosensing of hypoxanthine based on functionalization of graphene sheets with water-soluble conducting graft copolymer［J］.Biosens Bioelectro，2010，26(2):371-376.

［30］LI H J，CHEN J，HAN S，et al.Audio watermarking preprocess algorithm［J］.Talanta，2009，26(2):165-170.

［31］WAN Y，LIN Z F，ZHANG D，et al.Impedimetric immunosensor doped with reduced graphene sheets fabricated by controllable electrodeposition for the non-labelled detection of bacteria［J］.Biosens Bioelectro，2011，26(5):1959-1964.

［32］鄒國林，朱汝璠.酶學［M］.武漢:武漢大學出版社，1997:1-29.

［33］GAO L Z，ZHUANG J，NIE L，et al.Intrinsic peroxidase-like activity of ferromagnetic nanoparticles［J］.Nature Nanotechnology，2007，2:577-583.

［34］YU F，HUANG Y Z，ADAM J C，et al.The artificial peroxidase activity of magnetic iron oxide nanoparticles and its application to glucose detection［J］.Biomaterials，2009，30:4716-4722.

［35］SUN E Y，JOSEPHON L，KELLY K A，et al.Development of nanoparticle libraries for biosensing［J］.Bioconjugate Chem，2006，17(1):109-1013.

［36］BACRI J C，PERZYNSKI R，SALIN D，et al.Lonic of ferrofluids:a crossing of chemistry and physis［J］.J Magn Mater，1990，85:27-32.

［37］FAUCONNIER N，BEE A，MASSART R，et al.Direct determination of organic acids in a ferrofluid(γ-Fe2O3)by highperformance liquid chromatography［J］.J Liq Chromatogr Relat Technol，1996，19:783-794.

［38］DONG Y L，ZHANG H G，RAHMAN Z U，et al.Graphene oxide-Fe3O4magnetic nanocomposites with peroxidase-like activity for colorimetric detection of glucose［J］.Nanoscale，2012，4:3969-3976.

［39］SONGY J，QU K G，ZHAOC，et al.Graphene oxide:intrinsic peroxidase catalytic activity and its application to glucose detection［J］.Adv Mater，2010，22:2206-2210.

［40］ZHANG Q，QIAO Y，ZHANG L.Direct electrochemistry and electrocatalysis of horseradish peroxidase immobilized on water soluble sulfonated graphene film via self-assembly［J］.E-lectroanalysis，2011，23(4):900-906.

［41］張宇，楊婷，王春雨，等.磁性γ-Fe2O3納米粒子模擬酶應用于生物檢測的方法.申請號200910035826.0，2009.9.23

［42］張宇，楊婷，黃超，等.金納米粒子模擬酶應用于生物檢測的方法.申請號200910232493.0，2009.9.23

［43］MA M，ZHANG Y，GU N.Peroxidase-like catalytic activity of cubic Pt nanocrystals，colloids and surfaces［J］.Physicochemical and Engineering Aspects，2011，373(1-3):6-10.

［44］SUN H M，CAO L Y，LU L H.Magnetite/reduced graphene oxide nanocomposites∶one step solvothermal synthesis and use as a novel platform for removal of dye pollutants［J］.Nano Res，2011，4(6):550-562.

［45］CHEN Z，BERCIAUD S P，NUCKOLLS C，et al.Energy transfer from individual semiconductor nanocrystals to graphene［J］.ACSNano，2010，4:2964-2968.

［46］LIGHTCAP I V，KOSEL T H，KAMAT P V.Anchoring semiconductor and metal nanoparticles on a 2-dimensional catalyst mat.Storing and shuttling electrons with reduced graphene oxide［J］.Nano Lett，2010，10:577-583.

［47］ZHANGH，LV X J，LI Y M，et al.P25-graphene composite as a high performance photocatalyst［J］.ACS Nano，2010，4:380-386.

［48］張輝，傅強，崔義，等.Ru(0001)表面石墨烯的處延生長及其擔載納米金屬催化劑的研究［J］.科學通報，2009，54:1860-1865.

［49］QIU J D，WANG G C.Controllable deposition of platinum nanoparticles on graphene as an electrocatalyst for direct methanol fuel cells［J］.J Phys Chem C，2011，115:15639-15645.

［50］沈賀，張立明，張智軍.石墨烯在生物醫學領域的應用［J］.東南大學學報:醫學版，2011，30(1):218-223.

［51］SCHEUERMANN G M，RUMI L，STEURER P，et al.Palladium nanoparticles on graphite oxide and its functionalized graphene derivativ es as highly active catalysts for the Suzuki-Miyaura coupling reaction［J］.J Am Chem Soc，2009，131:8262-8270.

［52］SU J，CAO M H，REN L，et al.Fe3O4-graphene nanocomposites with improved lithium storage and magnetism properties［J］.JPhys Chem C，2011，115:14469-14477.

［53］C.O.S.P.E.Systems and N.R.C.(U.S.).Meeting the energy needs of future warriors［M］.Washington DC:National Academies Press，2004:56-64.

［54］WU Z S，REN W ，WANG D W，et al.High-energy MnO2nanowire/graphene and graphene asymmetric electrochemical capacitors［J］.ACSNano，2010，4:5835-5842.

［55］SNOOK G A，KAO P，BEST A S.Conducting-polymer-based supercapacitor devices and electrodes［J］.J Power Sources，2011，196:1-12.

［56］WANG H L，HAO Q L，YANG X J，et al.Effect of graphene oxide on the properties of its composite with polyaniline［J］.ACSAppl Mater Interfaces，2010，2:821-828.

［57］WANG H L，HAO QL.Graphene oxide doped polyaniline for supercapacitors［J］.Electrochem Commun，2009，11:1158-1161.

［58］ASHISH K M，SUNDARA R.Functionalized graphene-based nanocomposites for supercapacitor application［J］.J Phys Chem C，2011，115:14006-14013.

［59］張婷，唐萌，浦躍樸.納米材料免疫毒理學研究［J］.東南大學學報:醫學版，2011，30(1):140-146.