氧化石墨烯表面鋪磷脂雙分子層的研究

賈珍基

（蘇州大學(xué) 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(xué) 江蘇省蘇州市 215006）

隨著社會(huì)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(jìn)而探索氧化石墨烯等納米材料在生物醫(yī)學(xué)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(xué)氧化及剝離后的產(chǎn)物[1～3]，其結(jié)構(gòu)跨越了一般化學(xué)和材料科學(xué)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(jìn)一步研究生物膜的特點(diǎn)。而尺寸在100nm的囊泡，可以通過更為簡(jiǎn)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(xiàng)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(shí)驗(yàn)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(jìn)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(yàn)證了我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

囊泡融合法制備磷脂雙分子層。上述實(shí)驗(yàn)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?yàn)橹暗难芯勘砻鳎字p分子層的高度大約為5～6nm。如果我們得到的膜也在這個(gè)高度的話，就證實(shí)了我們實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)了在氧化石墨烯上鋪磷脂雙分子層的實(shí)驗(yàn)。

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(xiàng)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].

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1004-7344（2016）11-0275-01