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石墨烯大的比表面积以及芳香共轭结构等特点,为基因或其他化学药物的负载提供了条件。但是,未经处理的石墨烯具有在水溶液中分散性差和易发生团聚等缺点,导致其应用受到了限制,尤其在生命科学领域。通过合适的方法对石墨烯进行修饰,增大其分散性以及生物相容性,充分拓展石墨烯在生命科学领域的应用是目前研究的重点。本文采用混酸(浓H2SO4和浓HNO3,V/V=3:1)氧化处理石墨烯得到氧化石墨烯;并分析了氧纳米材料化石墨烯-壳聚糖-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸三肽纳米粒子杂化物(GO-CHIT-RGD NPs)对黑色素瘤细胞(A375)产生较大毒性的原因。且结合精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸三肽(Arg-Gly-Asp三肽,RGD)、间氨基苯硼酸(3-Aminophenylboronic acid,ABA)、4-氨基苯-β-D-半乳糖苷(4-aminophenylβ-D-Galactopyranoside,GAL)、聚酰胺-胺(PAMAM)和葡萄糖酸(Gluconic acid,GA)的特点,利用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC HCl)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)偶联的方法合成了氧化石墨烯-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸三肽杂化物(GO-RGD)、氧化石墨烯-间氨基苯硼酸(GO-ABA)、氧化石墨烯-半乳糖(GO-GAL)和氧化石墨烯-聚酰胺-胺-葡萄糖酸(GO-PAMAM-GA)复合物。评价了GO-RGD、GO-ABA和GO-GAL复合材料对不同细胞的体外细胞毒性,并初步分析了其对不同细胞系产生选择性细胞毒性的原因。评价了GO-PAMAM-GA复合材料作为基因载体对不同细胞系的细胞毒性,以及其对不同细胞系的基因转染性能。具体工作如下:1.利用混酸氧化处理石墨烯得到氧化石墨烯,采用ftir、tem、xps和zeta电位对其表面官能团和表面电位及其粒径进行了表征;用噻唑蓝(mtt)法和细胞毒性检测试剂盒(cck-8)评价了所制备的材料对不同细胞系的活力影响;用酶联免疫吸附试剂盒(elisa)测定a375、hela和mcf-7细胞表面整合素αvβ3(itgαvβ3)的含量和用活性氧检测试剂盒检测不同浓度的go-chit-rgdnps诱导a375细胞、宫颈癌细胞(hela)和乳腺癌细胞(mcf-7)产生的活性氧(ros)。结果表明,混酸处理后的氧化石墨烯比未处理石墨烯具有更好的生物相容性和在溶液中的稳定性。go-chit-rgdnps对a375细胞的特异性毒性是go、chit和rgd三者共同作用的结果;且其对正常细胞(人脐静脉内皮细胞、huvec)活力影响较小,结果表明可能是由于a375表面的整合素含量较高,go-chit-rgdnps能与其特异性结合,从而使a375细胞内的活性氧含量升高,导致细胞凋亡。2.利用edc和nhs作偶联剂的方法在温和的条件下合成了go-rgd、go-aba和go-gal,并采用ftir和zeta电位对其是否成功偶联和表面电位及粒径进行表征。用wst-8法评价了go-rgd和go-aba对a375、hela和mcf-7细胞的毒性和go-gal对a375、hela和肝癌细胞(hepg-2)的毒性。结果表明,go-rgd对a375具有特异性毒性,可能是由于a375表面的整合素过表达,且GO-RGD能与其特异性结合使细胞内产生的活性氧含量增多,致使细胞凋亡。3.利用EDC和NHS作偶联剂的方法在温和的条件下合成了GO-PAMAM-GA,并采用FTIR、TEM和Zeta电位对其是否成功偶联、微观形貌和表面电位和粒径进行表征。用WST-8法评价了GO-PAMAM-GA对A375、HeLa和MCF-7细胞的毒性,GO和GO-PAMAM对人神经母细胞瘤细胞(SK-N-SH)的毒性。利用GO-PAMAM-GA复合物作为基因载体介导pEGFP质粒转染A375和MCF-7细胞的性能研究。结果表明,GO-PAMAM-GA对细胞的生物相容性差,虽可以将pEGFP-N1转运至细胞内,并成功表达,但转染效率不高,GO和GO-PAMAM对SK-N-SH细胞的生物相容性均较好。