納米氧化石墨烯在腫瘤顯像和治療領(lǐng)域的研究進(jìn)展

尤培紅, 王明偉, 楊仕平

(1.復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科,上海 200032; 2.上海師范大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,上海 200234)

納米氧化石墨烯在腫瘤顯像和治療領(lǐng)域的研究進(jìn)展

尤培紅1,2, 王明偉1, 楊仕平2

(1.復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科,上海 200032; 2.上海師范大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,上海 200234)

摘要:納米氧化石墨烯,即石墨烯的氧化衍生物,作為一種新型二維的碳納米材料,具有超大的比表面積和優(yōu)異的光熱效果等性質(zhì),已成為納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中備受關(guān)注的研究熱點(diǎn).它含有大量的活性化學(xué)基團(tuán),比如羧基、羰基、羥基和環(huán)氧基等,既容易對(duì)其進(jìn)行生物化學(xué)功能化,又使其具有很好的生物相容性,因此在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中表現(xiàn)出很強(qiáng)的應(yīng)用潛能.首先簡(jiǎn)要概述了納米氧化石墨烯的制備與功能化方法,然后重點(diǎn)介紹它在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究,包括其體內(nèi)外毒性測(cè)試和腫瘤顯像與治療方面的研究進(jìn)展.

關(guān)鍵詞:納米氧化石墨烯; 功能化; 腫瘤; 顯像; 治療

0引言

由于其特有的物理與化學(xué)性質(zhì),各種各樣的納米材料經(jīng)過(guò)顯像信號(hào)標(biāo)記和藥物負(fù)載之后被廣泛地用于癌癥診斷和治療[1-2].相比于傳統(tǒng)的造影劑和治療藥物,多功能納米材料可以在診斷疾病的同時(shí)達(dá)到治療的目的,即具備診治一體化的能力,為今后提供了一種新的可能的癌癥診療模式[3-4].

石墨烯 (Graphene),目前已知最薄的新型二維碳納米材料,是由單層碳原子以sp2雜化軌道組成的六角型、蜂巢狀平面薄膜,具有超大的比表面積[5],在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用引起了越來(lái)越多的關(guān)注.比較而言,納米氧化石墨烯 (Nano Graphene Oxide,NGO),即石墨烯的氧化物形式,含有大量的含氧活性基團(tuán),如羥基、環(huán)氧基、羰基和羧基等,前兩種基團(tuán)主要位于其基面,而后兩種則分布于其邊緣,因此NGO具有很好的分散性和生物相容性[6-7].到目前為止,生物化學(xué)功能化的納米石墨烯和NGO在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用表現(xiàn)出很大的潛力,應(yīng)用范圍已經(jīng)涉及到生物傳感器、腫瘤顯像和治療(藥物輸送和基因轉(zhuǎn)染) 等.例如,許多課題組研究了石墨烯材料的體內(nèi)外毒性,發(fā)現(xiàn)未經(jīng)功能化的石墨烯具有毒性,然而,NGO則在體外的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和小動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中都沒(méi)有明顯的毒副作用[8].功能化NGO和以石墨烯為載體的納米復(fù)合物具有光學(xué)和磁學(xué)性質(zhì),可用于腫瘤的熒光、超聲和磁共振成像[9].利用功能化NGO的近紅外吸收特性,可對(duì)腫瘤進(jìn)行有效的在體光熱治療[10].此外,由于其特有的電學(xué)、力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)等性質(zhì),石墨烯及其衍生物已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于量子物理、透明導(dǎo)體、納米復(fù)合材料和催化研究等[11-15].本文作者主要綜述了納米NGO在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展和應(yīng)用.

1納米氧化石墨烯的制備方法

石墨烯是一類疏水性的物質(zhì),而其衍生物NGO含有大量的含氧基團(tuán),是一種親水性的物質(zhì),可以高度分散在水溶液中.NGO通常是由石墨經(jīng)化學(xué)氧化和超聲制備獲得,目前最常用的方法是Hummers法[16].采用改性的Hummers法制備氧化石墨,兩步法可以提高氧化程度.GO的制備路線如示意圖1所示,首先在濃硫酸存在下通過(guò)P2O5與K2S2O8制備預(yù)氧化石墨,干燥處理后再用KMnO4進(jìn)一步氧化,制備氧化石墨,最后通過(guò)反復(fù)超聲、離心處理得到氧化石墨烯.

2納米氧化石墨烯的功能化

納米材料的表面化學(xué)性質(zhì)是提高其生物相容性的關(guān)鍵所在.雖然NGO具有很好的水溶性,但是電荷屏蔽效應(yīng)等因素的存在而導(dǎo)致其在生理緩沖鹽溶液中發(fā)生聚沉現(xiàn)象.基于不同的應(yīng)用目的,通過(guò)不同的表面生物化學(xué)修飾,可以實(shí)現(xiàn)NGO的功能化,從而開(kāi)展生物醫(yī)藥領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用研究[17].

2.1　共價(jià)修飾的納米氧化石墨烯

如前所述,NGO表面含有多種含氧活性基團(tuán),比如羧基等,它們正好為共價(jià)方法修飾NGO提供了簡(jiǎn)便易行的化學(xué)反應(yīng)位點(diǎn).聚乙二醇(PEG)是一種親水性很好的聚合物,被廣泛應(yīng)用于功能化修飾不同的納米材料來(lái)提高其生物相容性,改善其體內(nèi)的藥物代謝動(dòng)力和腫瘤靶向性.2008年,Dai課題組用六臂氨基PEG的末端氨基和NGO的羧基共價(jià)結(jié)合,制備了PEG修飾的NGO(圖2),它在生理溶液中體現(xiàn)了良好的穩(wěn)定性和分散性[18].

除了PEG之外,還有其他的親水性分子可用于共價(jià)修飾NGO.Liu課題組用氨基修飾的右旋糖酐(DEX)與NGO共價(jià)結(jié)合,大大提高了NGO在生理溶液中的溶解性和穩(wěn)定性[8].除了NGO的羧基可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)外,其上面的環(huán)氧基也可與其他聚合物結(jié)合.例如,Niu課題組報(bào)道了氨基化的聚賴氨酸(PLL)功能化的NGO便是利用了此類反應(yīng)[19].

2.2　非共價(jià)修飾的納米氧化石墨烯

2.2.1基于π-π相互作用的非共價(jià)修飾納米氧化石墨烯

NGO表面具有很強(qiáng)的π電子效應(yīng),因此可以和含芳香環(huán)的化學(xué)藥物分子以π-π相互作用形式而結(jié)合.Liu等用單鏈DNA和石墨烯間的π-π鍵合力證實(shí),向化學(xué)還原的NGO體系中引入了DNA鏈,使其具有良好的水溶性[20].

2.2.2基于靜電作用的非共價(jià)修飾納米氧化石墨烯

Liu等利用帶有正電荷的、被廣泛用于基因轉(zhuǎn)染的聚合物聚乙烯亞胺(PEI)研制了非共價(jià)修飾NGO體系,所得材料比未經(jīng)修飾的NGO的生理穩(wěn)定性好,同時(shí)也比單一的PEI毒性有所減小,并提高了基因轉(zhuǎn)染率[21].

Misra等利用帶有正電荷的葉酸結(jié)合聚氨基葡糖,包裹阿霉素(DOX),加載到NGO上,所得材料具有pH敏感性藥物釋放的特點(diǎn)[22].

2.2.3基于疏水作用的非共價(jià)修飾納米氧化石墨烯

通過(guò)牛血清蛋白中的非極性氨基酸的疏水作用能非共價(jià)修飾NGO.Huang等發(fā)現(xiàn)NGO在牛胎血清蛋白中經(jīng)超聲處理,得到蛋白質(zhì)修飾的NGO,該復(fù)合物具有極低的細(xì)胞毒性[23].

2.3　納米粒子雜化修飾的納米氧化石墨烯

許多無(wú)機(jī)納米粒子,包括Au,Ag,Pd,Pt,Cu,TiO2,ZnO,MnO2和Fe3O4等在內(nèi)的金屬和金屬氧化物,都已被用于石墨烯及其衍生物的雜化修飾,并且此類納米復(fù)合物可用于不同的領(lǐng)域[24-26].例如,四氧化三鐵納米粒子雜化修飾的NGO與(GO-IONP)具有很好的光學(xué)活性和磁性,引起了生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注.2008年,Chen等研制出了GO-IONP,用于控制藥物的傳遞和釋放[27].Zhang等報(bào)道GO-IONP可作為細(xì)胞標(biāo)記和磁共振的造影劑[28].Liu等研制出的GO-IONP體系,同時(shí)被氨基化PEG進(jìn)行共價(jià)修飾和兩親性分子C18PMH-PEG進(jìn)行非共價(jià)修飾,該材料可用于體內(nèi)多種成像導(dǎo)航的光熱治療以及藥物靶向傳遞[29].

3納米氧化石墨烯在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究

3.1　納米氧化石墨烯的體內(nèi)外毒性研究

3.1.1納米氧化石墨烯的體外毒性

生物安全性一直都是納米材料的一個(gè)重要研究方面.如前所述,納米石墨烯及其衍生物在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用引起研究者的極大興趣,其體內(nèi)外毒性研究也備受關(guān)注.NGO對(duì)蛋白質(zhì)有極強(qiáng)的吸附能力,它被濃度為10%的胎牛血清包覆后,細(xì)胞毒性大大降低[30].Chang等研究了NGO對(duì)人肺癌A549細(xì)胞的形態(tài)、活力、死亡率和細(xì)胞膜完整性的影響,以考察其毒性[31].結(jié)果顯示,NGO沒(méi)有進(jìn)入癌細(xì)胞,沒(méi)有明顯的毒性作用,然而,在高濃度下,NGO也可輕微損傷細(xì)胞活性.因此,NGO的細(xì)胞毒性和材料的劑量與尺寸有關(guān),在應(yīng)用于生物體系中時(shí)要充分考慮.

3.1.2納米氧化石墨烯的體內(nèi)毒性

納米材料的體內(nèi)生物分布和器官毒性是研究其生物安全性的直接而有效的實(shí)驗(yàn)手段.為了了解NGO的體內(nèi)分布與毒性情況,Huang課題組將188Re標(biāo)記的NGO通過(guò)小鼠尾靜脈注射后發(fā)現(xiàn),該材料在小鼠肺內(nèi)有大量聚集[32].Dash課題組發(fā)現(xiàn)將未經(jīng)修飾的NGO通過(guò)小鼠尾靜脈注射后,對(duì)血小板有很高的促凝性和凝聚性[33].上述結(jié)果表明,未經(jīng)修飾的NGO通過(guò)尾靜脈注射后在小鼠肺部有明顯聚集并可能引起肺部炎性.

Liu課題組研究了PEG修飾納米氧化石墨烯(NGO-PEG)的長(zhǎng)時(shí)間的體內(nèi)分布與毒性測(cè)試[34].其實(shí)驗(yàn)方法是用125I標(biāo)記NGO-PEG修飾的(圖3a),再將其通過(guò)尾靜脈注射入小鼠體內(nèi).結(jié)果顯示,125I-NGO-PEG主要在小鼠的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)內(nèi)聚集,包括肝臟和脾臟(圖3b).不同于未經(jīng)修飾的NGO,肺對(duì)NGO-PEG的吸收極低,表明納米材料表面修飾的重要性.肝臟和脾臟在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)125I-NGO-PEG的吸收隨時(shí)間而逐漸減少,表明NGO-PEG能夠從小鼠體內(nèi)排出.

為了驗(yàn)證NGO-PEG的器官毒性,他們進(jìn)一步解剖實(shí)驗(yàn)鼠,獲取肝臟等主要器官,并行H&E染色.實(shí)驗(yàn)初始階段,肝臟上面有大量的黑點(diǎn),這是由于肝臟對(duì)NGO的吸收所致,但是在20 d后黑點(diǎn)基本消除(圖3c~e),表明125I-NGO-PEG能夠從小鼠體內(nèi)排出.為進(jìn)一步說(shuō)明NGO-PEG無(wú)明顯的毒副作用,他們對(duì)比了空白組與實(shí)驗(yàn)組小鼠的各個(gè)器官,并未發(fā)現(xiàn)有明顯區(qū)別(圖3f).因此,NGO-PEG具有超小的尺寸和極好的生物相容性,并且以20 mg·kg-1的尾靜脈注射后,沒(méi)有引起明顯的毒性.

3.2　納米氧化石墨烯的活體成像方面的應(yīng)用研究

3.2.1納米氧化石墨烯的光學(xué)成像

納米石墨烯及其衍生物本身具有特定的物理光學(xué)性質(zhì),或者經(jīng)過(guò)熒光染料分子標(biāo)記之后,可用于體外細(xì)胞與活體光學(xué)成像.Dai課題組首次利用NGO-PEG近紅外發(fā)光性質(zhì)用于細(xì)胞成像[35],并發(fā)現(xiàn)NGO與NGO-PEG都有一個(gè)從可見(jiàn)光到紅外區(qū)域的廣譜熒光范圍.然后,他們將一種CD20抗體利妥昔單抗(Rituximab)與NGO-PEG共價(jià)結(jié)合用于細(xì)胞成像,結(jié)果發(fā)現(xiàn)B細(xì)胞淋巴瘤具有強(qiáng)熒光,而T淋巴母細(xì)胞的熒光強(qiáng)度很弱(圖4a和b).盡管NGO-PEG的量子產(chǎn)率極低,但是也能將其固有熒光用于細(xì)胞成像[36].

NGO的自發(fā)熒光容易受到生物組織的干擾,將會(huì)限制其動(dòng)物活體成像.后來(lái),Liu課題組利用近紅外染料Cy7標(biāo)記NGO-PEG,將其注射到不同腫瘤模型的小鼠體內(nèi)進(jìn)行熒光成像.他們的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),腫瘤組織內(nèi)有很強(qiáng)的熒光信號(hào)(圖4c,d),表明NGO-PEG具有一定的腫瘤被動(dòng)靶向作用.

3.2.2納米氧化石墨烯的核素成像

光學(xué)成像往往會(huì)面臨熒光淬滅與組織穿透深度限制的問(wèn)題,然而,核素成像,包括正電子發(fā)射斷層顯像(PET)和單光子發(fā)射斷層顯像(SPECT)能夠克服上述問(wèn)題,而且是目前靈敏度最高和易于定量的成像模式.Liu課題組利用核素64Cu標(biāo)記抗體TRC105共軛結(jié)合的NGO-PEG,并行4T1腫瘤模型的PET成像,發(fā)現(xiàn)其能夠有效靶向腫瘤組織[37](圖5).這是首次以納米石墨烯為載體的納米材料應(yīng)用于腫瘤靶向的核素成像.

類似地,2012年Katherine課題組研究了基于NGO的放射免疫復(fù)合物在HER2陽(yáng)性模型鼠的體內(nèi)腫瘤靶向與SPECT成像[38].他們利用111In標(biāo)記抗體Tz(Trastuzumab,曲妥珠單抗)修飾的NGO,進(jìn)行腫瘤模型鼠SPECT成像,并與非HER2受體特異性的IgG蛋白修飾的111In-NGO-IgG和Tz抗體本身111In-Tz進(jìn)行比較.結(jié)果表明,腫瘤組織高度吸收111In-NGO-Tz,SPECT圖像清晰可見(jiàn)腫瘤部位,比111In-NGO-IgG和111In-Tz具有更好的腫瘤成像特性(圖6).

3.2.3納米氧化石墨烯的光聲成像

光聲成像是新近發(fā)展起來(lái)的一種成像模式,NGO在光聲成像方面也表現(xiàn)出一定的應(yīng)用潛力.Cai課題組研發(fā)了一套光聲/超聲雙模式的成像系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)還原NGO的光聲成像信號(hào)和其濃度呈線性相關(guān)[39].在隨后的腫瘤模型鼠活體成像實(shí)驗(yàn)中,他們將BSA修飾的還原NGO通過(guò)尾靜脈注射到MCF-7荷瘤鼠體內(nèi)(圖7a),運(yùn)用上述光聲/超聲雙模式成像系統(tǒng),首先通過(guò)超聲成像確認(rèn)腫瘤位置(圖7b),再利用光聲成像比較注射還原NGO前后腫瘤組織內(nèi)光聲信號(hào)的變化.結(jié)果顯示,給藥之前腫瘤區(qū)域的光聲信號(hào)極其微弱(圖7c),但是給藥2 h后光聲信號(hào)明顯增強(qiáng)(圖7d),扣除背景信號(hào)之后,腫瘤部位的光聲信號(hào)反映了其中的高濃度還原NGO的存在(圖7e).再進(jìn)一步地定量分析發(fā)現(xiàn),光聲信號(hào)幾乎在注射后0.5 h已經(jīng)達(dá)到峰值,并且高峰值持續(xù)到實(shí)驗(yàn)觀察的終點(diǎn)時(shí)間注射后4.0 h.由此說(shuō)明,BSA功能化的還原NGO具有高效的腫瘤被動(dòng)靶向能力,并能夠長(zhǎng)時(shí)間保留在腫瘤組織中.

4納米氧化石墨烯在腫瘤治療方面的應(yīng)用研究

化療和放療是抗腫瘤治療最主要的兩種方式,然而,化療和放療往往會(huì)引起正常細(xì)胞組織和器官的副作用,因此新型抗癌療法一直是腫瘤學(xué)領(lǐng)域的研究焦點(diǎn)之一.光學(xué)療法是一種新的抗癌方式,主要包括光熱治療(PTT)和光動(dòng)力治療(PDT),都是通過(guò)特定的光照射來(lái)消除腫瘤.隨著納米技術(shù)的發(fā)展,利用納米載體能夠?qū)⒐鈱W(xué)治劑靶向地輸送到腫瘤組織,將對(duì)正常器官的損傷降低到最低程度.由于上述優(yōu)勢(shì),最近以納米石墨烯為基礎(chǔ)的光學(xué)療法吸引了越來(lái)越大的研究興趣.

4.1　納米氧化石墨烯的光熱療法(PTT)

光熱療法是采用光吸收劑吸收特定波長(zhǎng)的照射激光,從而產(chǎn)生局部高溫而殺死癌細(xì)胞.近幾年,各種各樣的納米材料被用于癌癥的光熱治療研究,包括金納米粒子、碳納米材料、鈀納米薄片、硫化銅納米粒子以及各種有機(jī)納米膠束[40-43].NGO和還原NGO在近紅外區(qū)域有較強(qiáng)吸收,在癌癥的光熱治療方面具有很大的應(yīng)用潛力.

2010年,Liu課題組將還原NGO-PEG通過(guò)尾靜脈注射至小鼠體內(nèi),利用低功率近紅外激光(2 W·cm-2)照射小鼠腫瘤部位,發(fā)現(xiàn)腫瘤明顯消退,小鼠的生存時(shí)間明顯延長(zhǎng)(圖8).NGO比金納米粒子和碳納米管等與其他具有近紅外光熱能力的納米材料相比,具有體積小、光熱效率高、而且成本低等優(yōu)勢(shì).

4.2　納米氧化石墨烯的光動(dòng)力療法(PDT)

NGO作為一種高效的納米載體,可以荷載光敏劑,用于癌癥的光動(dòng)力治療.Dong等利用甲氧基聚乙二醇(mPEG)修飾的NGO負(fù)載光敏劑酞菁鋅,負(fù)載率可達(dá)到14%,被MCF-7細(xì)胞內(nèi)化后,氙燈照射下表現(xiàn)出明顯的光動(dòng)力學(xué)殺傷毒性[44].NGO具有良好的光熱性質(zhì)和高效的分子負(fù)載能力,在光動(dòng)力治療方面顯示出巨大應(yīng)用潛力.

4.3　納米氧化石墨烯的聯(lián)合療法

納米石墨烯作為藥物載體用于癌癥的聯(lián)合治療研究也取得一些進(jìn)展.Zhang課題組利用NGO-PEG負(fù)載化療藥物阿霉素(DOX),結(jié)合NGO在近紅外區(qū)的光熱效應(yīng),嘗試了化療和熱療的聯(lián)合抗癌作用[45].Yang等首先利用NGO荷載化療藥物表阿霉素EPI,再耦聯(lián)上靶向EGFR受體的抗體C225,發(fā)展了具有共價(jià)三重聯(lián)合治療作用的納米復(fù)合藥物體系PEG-NGO-C225/EPI[46].該體系的三重聯(lián)合治療作用分別是基于C225抗體的腫瘤生長(zhǎng)信號(hào)抑制、基于EPI損傷DNA的化學(xué)治療和基于NGO光熱效應(yīng)的熱療(圖9).結(jié)果表明,以U87MG神經(jīng)膠質(zhì)瘤為模型,PEG-NGO-C225/EPI體系明顯抑制腫瘤生長(zhǎng),表現(xiàn)出潛在的聯(lián)合治療腫瘤的能力.

5總結(jié)與展望

到目前為止,納米氧化石墨烯在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展,然而,目前還處于初步階段,在實(shí)際應(yīng)用中仍然面臨很多的困難和挑戰(zhàn).例如,NGO的共價(jià)修飾往往需要多步化學(xué)反應(yīng),在制備過(guò)程中引入的各種化學(xué)試劑,在一定程度上可能會(huì)影響生物分子的活性.非共價(jià)修飾可以避免這一不足,但是它只能局限于特定結(jié)構(gòu)的化學(xué)或生物分子.NGO的制備與修飾仍有需要改進(jìn)的空間,值得進(jìn)一步的優(yōu)化研究.

納米氧化石墨烯的特殊平面結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì),使其在腫瘤顯像和治療方面具有很大的應(yīng)用前景.一方面,從腫瘤成像的應(yīng)用角度,熒光染料分子和放射性核素標(biāo)記的NGO可用于光學(xué)成像和核素成像,NGO的固有光聲特性還能實(shí)現(xiàn)光聲成像.由此可見(jiàn),NGO體系是合適的多模式顯像的納米載體,比如與無(wú)機(jī)納米粒子雜合后的NGO復(fù)合體系.由于核素成像的優(yōu)勢(shì),值得進(jìn)一步開(kāi)展核素標(biāo)記的NGO體系及其在腫瘤PET和SPECT顯像方面的研究.另一方面,從腫瘤治療的應(yīng)用角度,NGO本身既有光熱效應(yīng),同時(shí)又能高效負(fù)載化療藥物和生物靶向分子,使其在腫瘤聯(lián)合治療方面的優(yōu)勢(shì)也很突出.更為重要的是,通過(guò)一定功能化修飾,包括引入顯像信號(hào)和治療藥物,NGO體系既可以成像,又能治療,將在顯像指導(dǎo)的腫瘤治療方面擁有很大的潛能,然而,目前這方面的研究非常少.

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,納米技術(shù)已經(jīng)深入到生物醫(yī)學(xué)的各個(gè)方面,包括體外診斷、活體顯像、藥物輸送與治療等,因此也形成了新的學(xué)科——納米醫(yī)學(xué).由于其優(yōu)越的性質(zhì),我們相信納米石墨烯、特別是其衍生物NGO將成為納米醫(yī)學(xué)中的理想載體材料,將在腫瘤的診斷治療學(xué)(Theranostics)中發(fā)揮重要的作用.

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(責(zé)任編輯：郁慧)

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Research progress in nanographene oxidewith tumor imaging and therapyYOU Peihong1,2, WANG Mingwei1, YANG Shiping2

(1.Department of Nuclear Medicine,Fudan University Shanghai Cancer Center,Shanghai 200032,China;

2.College of Life and Environmental Sciences,Shanghai Normal University,Shanghai 200234,China)

Abstract:Nanographene oxide,one of graphene oxide derivatives and a novel two-dimensional carbon nanomaterial,has become a popular research topic in nanomedicine due to its unique properties such as ultra-high surface-to-volume ratio and great photo-thermal effect.It contains a large amount of reactive chemical groups,including carboxy group,carbonyl group,hydroxyl group and epoxy group,which enable its easy biological and chemical functionalization and excellent biocompatibility.Therefore,it has potential applications in biomedical field.This paper briefly describes the preparation and functionalization of nanographeme oxide,and then mainly focuses on its application studies in the biomedical field,including in vitro and in vivo toxicity tests and advanced research progress of tumor imaging and treatment.

Key words:nanographene oxide; functionalization; tumor; imaging; treatment

通信作者:王明偉,中國(guó)上海市徐匯區(qū)東安路270號(hào),復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科,郵編:200032,E-mail:wang.mingwei88@163.com;楊仕平,中國(guó)上海市徐匯區(qū)桂林路100號(hào),上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,郵編:200234,E-mail:shipingy@shnu.edu.cn

基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11275050)

收稿日期:2014-06-06

中圖分類號(hào):O 613.71

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):1000-5137(2015)02-0217-12