功能化纳米石墨烯在肿瘤治疗中的应用刘庄1,2,杨凯1,2,程亮1,2（1•苏州大学功能纳米与软物质研究院；2.苏州大学纳米协同创新中心）摘要：在垠近儿年，功能化纳米石墨烯山于具竹独特物理化学性质在包括生物医学在内的很多领域都引起了广泛的关注。在这篇综述中，系统地研究了功能化纳米石墨烯在生物医学尤其是肿瘤诊疗方而的潜在应用。关键词：纳米生物医学，功能化石墨烯，肿瘤治疗，光学治疗中图分类号：06Functionalizednano-grapheneincancertherapyapplicationLIUZhuang,YANGKai,CHENGLiang（InstituteofFunctionalNano&SoftMaterials（FUNSOM）&CollaborativeInnovationCenterofSuzhouNanoScienceandTechnology）Abstract:Inrecentyears,owingtotheiruniquephysicalandchemicalproperties,nano-graphenehasattractedtremendousinterestinmanydifferentfieldsincludingbiomedicine.Inthisreview,wehavesystematicallystudiedthebiomedicalapplicationsoffunctionalizednano-graphene,particularlyforcancertherapy.Keywords:Nano-biology,functionalizednano-graphene,cancertherapy,photo-therapy0引言纳米右墨烯（Graphene）是一种山碳原子构成的单层片状结构的新材料，是一种山碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只冇一个碳原子厚度的二维材料⑴（图1）。在2004年由英国曼彻斯特大学物理学家安徳烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫,在实验中成功地从石墨中分离出石墨烯，从而使得他们获得2010年诺贝尔物理学奖。目前，右墨烯已经被广泛的应用于锂离子电池电极材料、超级电容器、太阳能电池电极材料、储氢材料、传感器、光学材料等方面［“，展示了右墨烯材料广阔的应用前景。在最近儿年，基于纳米右墨烯的功能复合物在生物医学领域的应用引起广泛的关注卩-⑴。山于纳米右墨烯具有很大的比表面积，所以纳米石墨烯可以作为各种生物分了载体进行生物检测、药物和基因输送2⑼。利川纳米右墨烯在近红外区的强吸收，功能化的纳米右墨烯和还原右墨烯被广泛的用作光热试剂进行活体肿瘤的光热治疗［8,9,2。］。此外，基于纳米石墨烯的复合物还具仃非常仃趣的光学和磁学性质，也被用作造影剂用于生物多模式成像包括荧光成像、磁共振成像以及光声成像［20］。除了对纳米石墨烯在生物医学领域的广泛应川研究外，很多课题组包括我们课题组对纳米右墨烯在体内体外的行为和潜在的毒性也进行了系统的研究25）。很多文章都报道了没冇表面修饰的纳米右墨烯对实验小鼠造成明显的毒性，但是经过良好表面修饰的纳米石墨烯对实验小鼠没有明显的毒性影响［.0,2110基金项目:本论文得到新教师类基金（20103201120020）和国家自然科学基金（51302180）等基金资助作者简介:刘庄（1982.8）t男,教授，博士生导师,纳米生物医学・zliu@suda.edu.cnCOOH图1.氧化右墨烯的结构Figure1.Thestructureofgrapheneoxide1功能化纳米石墨烯在肿瘤治疗屮的应用1.1纳米石墨烯装载抗癌药物受到碳纳米管用于药物装载的启发，不同表面修饰的GO也可以作为载体与各种抗癌药物的装载通过物理吸附或者共价连接在一起，抗癌药物主要包括阿霉索(DOX)f.4,26-31】、喜树碱(CPT)［32-34］、SN3&⑶、糅花酸［35］、-lapachone(36］和3■双(氯乙基)・1■亚硝基服(BCNU)［37］o在2008年，HoiigjicDai课题组使用PEG修饰纳米石墨烯获得在生理溶液中非常稳定的nGO-PEG,可以通过作用装载水不溶物药物SN38。相比水溶性抗癌药物CPT11的抗癌效率Z,nGO-PEG-SN38纳米复合物能够显著的提高杀死肿瘤细胞的能力(图2)o利用GO作为良好的药物载体同时也相继被不同课题组在文章中报道〔27,34,38］。为了实现对特定细胞的靶向药物输送，Dai课题组的一篇工作中提到将抗CD20的抗体连接到nGO-PEG表面，然后装载上DOX,实现选择性杀死B细胞性淋巴癌冋。还冇一些课题组是将叶酸作为靶向分子进行靶向药物输送(18.2910Zhangetal.发现磺酸修饰的GO再连接上叶酸可以靶向叶酸受体高表达的细胞。此外,两种抗癌药物DOX和CPT同时装载到GO表面，实现肿瘤细胞的协同杀伤作用图2.nGO-PEG用于药物装载和输送。(a)SN38装载到nGO-PEG表面的示意图。(b)nGO-PEG,...