石墨烯是近年来发现的一种新型碳基单原子层二维晶体材料,具有独特的结构和性质,以其为基础的功能化改性,进而对其应用领域的不断拓展和完善成为近年来一大研究热点。石墨烯的改性及在生物医学领域的应用,特别是改性石墨烯作为药物载体的深入研究尤其值得关注。深入研究和探讨对石墨烯功能化修饰及改性的方法,揭示载药传递、释放的机理、代谢途径及细胞、分子机制,依然是一项极具价值及挑战性的课题。本文正是基于这种现状,以氧化石墨烯(GO)为主要的研究对象,对其制备、改性以及载药的可行性进行了深入探讨。本文的主要工作内容如下:1.通过将传统的Hummers法进行改良,增加了1000℃下的高温膨化天然鳞片石墨粉和预氧化两个步骤,制备得到了含氧量达57.59%的氧化石墨烯。采用傅里叶红外光谱扫描仪(FTIR)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱分析仪(Raman)以及X-射线粉末衍射仪(XRD)对其化学组分、形貌和结构进行表征,结果表明所制备的氧化石墨烯的厚度约为1nm,说明制备得到单层的氧化石墨烯。其片层大小从几百纳米到几微米不等,片层之间有叠加情况发生。2.利用细胞破碎仪对GO水溶液进行超声破碎,得到了粒径均一,且氧化石墨片层无叠加状况的稳定分散液,通过反复实验,基本实现了制备粒径在100~500nm粒径可控的氧化石墨烯分散液。分别接枝PEG或氨基化PEG实现对GO的官能团修饰。实验结果表明,功能化后能显著改善GO在磷酸盐缓冲溶液(PBS)以及细胞培养液(MEMɑ)中的溶解性和稳定性。通过体外细胞实验研究GO-PEG对成骨细胞(MC3T3)的影响。结果表明,在浓度为5ug/mL时,培养7天,细胞的增长率为93.2%,说明其不具有明显的细胞毒性。3.通过酰胺反应将叶酸(FA)接枝于GO,采用FTIR及紫外分光光度仪等表征手段,证明复合物接枝成功。考察不同浓度的GO-FA、GO溶液对乳腺癌细胞(MCF-7)的细胞毒性,以空白组做对照,当培养52小时后,大部分细胞生长良好,浓度为5ug/mL的GO-FA培养液对MCF-7的相对细胞存活率为85.7%,随着时间的延长,GO-FA显示出对细胞的高亲和性,这说明了复合物载体不仅是低细胞毒性而且具备一定的靶向性。