摘要石墨烯纳米材料以其独特的空间结构优势和强大的导电导热性能在能源、环境以及生物医药等领域均有广泛应用。但是，随着暴露几率增加，石墨烯可能存在的健康风险也开始引发关注，特别是细胞毒性。而当石墨烯与细胞接触时，细胞膜首当其冲。因此，本课题制备大单层囊泡与质膜囊泡来模拟真实细胞膜，并将其与大鼠嗜碱性白血病细胞分别暴露于石墨烯纳米颗粒物中观察现象。我们发现，石墨烯能够粘附在正电囊泡表面，而与负电囊泡与质膜囊泡之间无明显现象，并且不粘附在细胞表面而是进入细胞内部。这说明，石墨烯纳米颗粒物与囊泡之间的主要作用力为静电力，并且能够通过内吞作用进入细胞内部。此研究能够为这类新材料的设计与安全应用提供重要信息。78377

毕业论文关键词 石墨烯，纳米材料，细胞膜，大单层囊泡，质膜囊泡

Title Preparation of model cell membranes and Effection of graphene nanomaterials on cell membranes

Abstract Graphene nanomaterials, which have unique spatial structures and wonderful electrical and thermal properties, are widely applied in energy, environmental,biomedicine and other fields。 Nevertheless, along with the chance of exposure of graphene nanomaterials increase, it makes the public be aware of the possible health risks, especially cytotoxicity。 When graphene nanomaterials come into contact with cells, cell membranes bear the full brunt of the attack。 Hence, we prepared giant unilamellar vesicles(GUVs) and giant plasma membrane vesicles(GPMVs) as model cell membranes, then respectively exposed these model cell membranes and RBL-2H3 cells to graphene nanoparticals to observe phenomena。Graphene nanoparticals were found adhering to GUVs+ instead of GUVs- or GPMVs。 Furthermore, we observed graphene nanoparticals in cells rather than on cell membranes。All the above phenomena illustrates that, the major interaction force between graphene nanoparticals and GUVs is electrostatic attraction。Moreover, graphene nanoparticals are capable of entering into cells viaendocytosis。This work will provide important information for the design and safe applications of this new kind of materials。Keywords graphene，nanomaterial，cell membrane，giant unilamellar vesicles， giant plasma membrane vesicles

目 次 1 引言  1 2 材料与方法  3

2。1 大单层囊泡  3

2。2 质膜囊泡  3

2。3 细胞的培养  4

2。4 石墨烯的悬浮、染色  5

2。5 石墨烯暴露实验  6 3 结果与讨论  8 3。1 F ITC 染色石墨烯悬浮液的物性表征  8

3。2 质膜囊泡制备结果与物性表征  10

3。3 石墨烯暴露实验 10

结论  1 4

致谢  1 5

参考文献  16

1 引言

被誉为“新材料之王”的石墨烯是一种二维碳纳米材料。在 2004 年被科学家们发现以后，针对石墨烯及其衍生物的研究开展地如火如荼。由于石墨烯纳米材料具有独特的空间结构优势和强大的导电导热性能，其研究成果遍布环境、能源等诸多领域，在电化学设备、能量存储、细胞成像及药物输送等方面应用十分广泛。

自 2008 年以来，石墨烯纳米材料首先在生物医药领域发挥其独特的作用。研究发现，石墨烯纳米材料可以作为细胞生长的支架，与多糖等物质合成高度相容于细胞的复合材料，并且能够植入人体。功能化的石墨烯纳米材料还可以作为有效载体将化疗所需使用的抗癌药物运输到靶位细胞中，进一步提高治疗效率和效果[1]。此外，基于石墨烯纳米材料的生物传感器可以非常有效地检测各种生物分子。显然，石墨烯纳米材料的广泛应用，不仅能够填补生物医药技术的部分空白，推动生物医药行业的发展，还能为人体健康带来福音。