그래 핀은 전 세계적으로 재료 연구를 변화 시켰습니다. 그래 핀은 다양한 필드에 영향을 줄 수있는 혁신적인 재료로 간주됩니다. 그래 핀의 전자, 화학적 및 구조적 측면은 광범위한 적용 가능성을 담당합니다. 탄소의주의를 끄는 할당량 인 그래 핀은 2 차원 (2d) 부류의 재료에 속합니다.
그래 핀의 적용 범위에 대한 인식은 실제로 2D 재료를 대중화했으며 연구원들은 새로운 계층 구조를 찾도록 동기를 부여했습니다. 그래 핀은 SP 하이브리드 화 된 탄소 원자로 형성된 독특한 벌집 프레임 워크를 갖는다 [1]. 전기 전도성과 열 저항은 그래 핀을 전자 장치, 저장 응용 분야 등에 탁월한 선택으로 만듭니다. 그래 핀에서 π 컨쥬 게이션 가능성은 약물 전달에 방향족 약물의 하중을 가능하게합니다. 특히, 그래 핀은 광분 요법에서 탐구되었다 [2].
그래 핀과 함께, 옥사이드 (GO) 및 감소 된 그래 핀 옥사이드 (RGO)와 같은 다른 그래 핀 관련 물질도 관심을 끌고있다. 그래 핀 옥사이드는 산화 된 형태의 그래 핀이다. 상이한 환원제에 의한 GO의 감소는 RGO를 깨끗한 그래 핀과 비슷한 특성으로 생성한다. RGO는 흑연으로부터 얻은 그래 핀과 비교할 때 결함을 보유한다. 그러나 RGO는 저렴한 비용으로 대량으로 그래 핀을 얻을 수 있습니다. 따라서 RGO는 다양한 응용 분야에 대해 광범위하게 탐구되었습니다. 히드라진 수화물, 아스코르브 산, NABH <서브> 4 와 같은 상이한 환원제 등은 GO 감소에 사용됩니다 (3). 히드라진 수화물과 같은 독성 환원제는 폭발적이고 사용하기 어렵 기 때문에 불리합니다.
반면에, 아스코르브 산은 가벼운 환경을 제공하여 RGO로의 GO를 효과적으로 줄일 수 있습니다. 아스코르브 산으로 GO를 감소시키는 것으로 생성 된 RGO는 깨끗한 그래 핀의 특성만큼 우수한 특성을 나타냈다. 저렴한 합성 및 반응 조건에 대한 더 나은 제어는 아스코르브 산이 RGO 합성을위한 이상적인 환원제가되었습니다 (4).
RGO는 원시 그래 핀의 동일한 전자 특성을 얻는 데 관심을 가지고 합성된다. 동시에, RGO로의 GO를 줄이면 산소 기능 그룹이 감소하여 결국 집계를 유발하여 소수성이 증가합니다. 낮은 물 안정성은 생의학 응용 분야에서의 적용성에 영향을 미칩니다. 기능화 RGO 표면은 독성을 낮추고 살아있는 세포와의 호환성을 향상시킬 수있는 추가 이점으로 RGO의 안정적인 물 현탁액을 얻는 한 가지 방법입니다 (5). 폴리에틸렌 글리콜 (PEG), 덱스 트란, 폴리 비닐 알코올, 플루 론 등과 같은 계면 활성제 및 중합체는 기능화에 광범위하게 사용된다. 폴리 (에틸렌 옥사이드)-블록-폴리 (프로필렌 옥사이드)-블록 폴리-(에틸렌 옥사이드)로 구성된 플루로닉, 구조적 삼각형 공중 합체를 갖는 표면 기능화는 RGO의 상당히 안정적인 물 분산을 산출한다 (6).
.Pluronics를 사용한 RGO 로의 GO의 아스코르브 산 감소 및 후속 기능화는 수율 80%이상의 플루 로닉스 안정화 된 RGO를 생성 하였다. FT-IR, XRD, Raman Spectroscopy, XPS, TGA, TEM 및 XPS와 같은 다른 기술을 사용하여 합성 플루로닉스의 특성화는 RGO 로의 GO 로의 GO의 성공적인 감소와 RGO 표면에 대한 프로세포닉의 효과적인 공액을 확인 하였다. 물리 화학적 특성화와는 별도로, 나노 입자의 생물학적 특성도 중요합니다.
내 독소 검출은 나노 입자의 주요 생물학적 특성화 기술이다. 내노 입자는 생물학적 분석 전에 내 독소가 없어야한다. RGO 및 Pluronics 안정화 된 RGO의 내 독소 평가는 두 나노 입자 모두에 대한 내 독소 한계가 약물 및 의료 기기 (0.5 EU/mL)의 USP 권장 내 독소 수준보다 적음을 나타냈다. 따라서 RGO 및 Pluronics 안정화 된 RGO는보다 철저한 조사 후 생의학 적용에 권장됩니다.
단백질 코로나 형성은 신체 내부에서 투여 될 때 나노 입자의 운명을 결정하고 중요한 생물학적 특성화 기술로 간주된다 (7). 단백질 및 생체 분자는 Vroman 효과에 따라 나노 입자의 표면에 흡착되어 단단하고 부드러운 코로나를 형성합니다. 단백질 코로나 형성은 나노 입자의 순환, 신진 대사 및 배설의 생물학적 반응을 결정한다. RGO 및 Pluronics 안정화 된 나노 입자의 SDS 분석은 RGO가 더 큰 단백질 결합 능력을 갖는 것으로 밝혀졌다. 플루로닉스 안정화 된 RGO에서 특정 밴드는 관찰되지 않았으며, 이는 단백질 흡착이 낮다는 것을 암시한다. 낮은 단백질 흡착은 pluronics에서 PEG 부분의 존재에 기인 할 수있다. PEG는 단백질 결합을 낮추고 레티 큘로 엔디 리얼 시스템을 통한 침투를 유발합니다 (8).
혈액-뇌 장벽 (BBB)은 신경계를 보호하는 중요한 감금입니다. 동시에, BBB는 뉴런 부위에서 약물 전달을 방해한다. BBB를 가로 지르는 나노 입자의 역량은 다양한 뉴런 응용 분야에 신뢰할 수있게합니다 (그림 1).
문헌 반사에 따라 그래 핀은 약물 전달, 깊은 뇌 자극, 표적 요법 등에 최적이다 (9). 매력적으로, 그래 핀은 알츠하이머 병의 광분 치료 가능성에 대해 널리 탐색되었다 (10). BBB를 가로 지르는 능력과는 별도로, 그래 핀은 또한 뉴런 재생의 기초적인 특성 인 줄기 세포의 뉴런으로의 증식 및 분화를 유도 할 수있다. 생물 의학 응용에 사용하기 전에 그래 핀의 생체 적합성을 검증하는 것이 필요합니다. Pluronics 안정화 된 RGO뿐만 아니라 RGO는 입자로 인한 신경 생리 학적 변화에 대해 안전하게 표시되어야합니다. 따라서, 래트 코크로 모세포종 세포주 인 PC-12 세포는 RGO 및 플루로닉스 안정화 된 RGO의 효과를 분석하기 위해 선택되었다 (도 2).
.PC-12는 신경 성장 인자 (NGF)에 반응하여 뉴런을 구별 할 수있는 능력을 가지고있다. MTS 분석 분석은 PC-12 세포를 RGO 및 플루 로닉스 안정화 된 RGO로 처리 할 때 용량 의존적 독성을 보여 주었다. 락 테이트 탈수소 효소 (LDH) 분석 결과에 따르면, RGO는 증가 된 LDH 방출로부터 명백한 막 파괴를 유도 하였다. 한편, 플루 로닉스 안정화 된 RGO는 LDH 방출에서 주목할만한 상승을 유도하지 않았다. 따라서 Pluronics 안정화가 RGO의 막 파괴 경향을 감소시키는 것으로 추론 될 수 있습니다.
RGO 및 Pluronics 안정화 된 RGO 처리 된 PC-12 세포의 세포 골격 완전성을 β-III 튜 불린 염색에 의해 분석 하였다. RGO는 더 높은 농도에서 세포 골격 파괴를 유도 하였다. pluronics 안정화 된 RGO로 처리 된 세포에서 명백한 세포 골격 파괴가 검출되지 않았다. 산화 스트레스는 나노 입자-유도 된 독성의 주요 원인이다.
이러한 이유로, 나노 입자에 의해 유도 된 ROS 생성은 관련 독성에 대한 아이디어를 갖도록 모니터링되어야한다. RGO는 PC-12 세포에서 ROS 생성을지지하지 않았다. RGO의 소수성은 세포와의 상호 작용을 제한합니다. 이것이 RGO 처리 된 세포에서 ROS 검출을 낮추는 이유 일 수 있습니다. 그래 핀의 급진적 인 청소 행동은 또한 ROS 생성을 줄이는 데 도움이됩니다 (11). 플루 론 안정화 된 RGO로 처리 된 PC-12 세포는 처리되지 않은 세포와 비교하여 더 많은 양의 ROS를 나타냈다. 플루 로닉 안정화 된 RGO의 콜로이드 안정성은 선량 농도가 증가함에 따라 ROS의 반응을 유발하는 더 나은 세포 상호 작용을 용이하게한다 (도 3).
in vitro 와는 별도로 모델, vivo 에서 RGO 및 Pluronics 안정화 된 RGO의 효과 레벨도 분석되었습니다. 스위스 알비노 마우스를 정맥 내 (I.V) 및 복강 내 (I.P) 경로에 의해 10mg/ml 농도의 RGO 및 플루 로닉스 안정화 된 RGO로 투여 하였다. RGO 및 Pluronics 안정화 된 RGO는 투여 후 최대 72 시간까지 검출 가능한 독성을 유발하지 않았습니다. 처리 된 마우스에서는 행동 변화 나 체중 감량이 관찰되지 않았습니다.
결과는 Pluronics 안정화를 통해 안정적인 RGO 분산을 얻기위한 친환경적이고 신뢰할 수 있으며 저렴한 경로를 제시했습니다. 나노 입자는 시험 관내에서 용량 의존적 독성을 나타냈다. 수준에서, 생체 내에서 실질적인 독성은 검출되지 않았다. 수준. 제안 된 자료는 생물 의학 응용 분야에서 그 범위에 대한 명확한 그림을 얻기 위해 반복적 인 노출을 위해 추가로 검사해야합니다.
