美國伊利諾伊大學芝加哥分校研究新成果,石墨烯可用于分辨普通細胞和癌細胞。石墨烯又稱單原子層石墨,是碳原子的平面薄膜,是一種只有一個原子層厚度的準二維材料。在新型納米材料中很受追捧。
盡管石墨烯在生活中還未廣泛應用,但科學家關于這項先進材料的研究探索從未止步。日前,有研究團隊發現在細胞和石墨烯發生相互作用后,能夠通過拉曼成像技術區分出活躍的癌細胞和普通的細胞,這使得石墨烯有望用于癌癥的檢測。
上述研究來自美國伊利諾伊大學芝加哥分校(University of Illinois at Chicago,UIC)化學工程系的主任、副教授Vikas Berry以及該校臨床神經外科系助理教授Ankit Mehta的研究團隊。該研究團隊的論文已于11月中旬在國際學術期刊Applied Materials & Interfaces(《應用材料與界面》)上,該學術期刊由美國化學學會主辦。
石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料,由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格排列,其表面所有的原子共享圍繞在表面的電子云。
Berry稱,石墨烯是世界上已知的最薄的二維材料,其表面上發生任何的變化都會非常敏感。大多數動物細胞的表面帶有靜負電荷,糖蛋白上唾液酸的羧基是其帶負電荷的主要原因。因為癌細胞比較活躍,其表面所帶的負電荷密度會更高。
當細胞和石墨烯發生相互作用時,使得石墨烯中分布的電荷重新排列,這樣會改變原子振動的能量,而這種變化可以被拉曼光譜檢測到。正常細胞和癌細胞在與石墨烯進行相互作用時,在石墨烯晶格中所產生的原子振動的能量并不同,所以在拉曼成像下會顯示出不同的情況,由此可以辨別是否有癌細胞。
Berry稱,該技術目前還處在癌癥小鼠的試驗階段,結果顯示這種技術是非常有應用前景的,日后將會進一步利用人體的切片檢查法來進行試驗。同時,該技術還可用于區分其他類型的正常細胞和癌細胞。比如,使用這種技術還能夠區分出健康細胞及膠質母細胞瘤細胞。膠質母細胞瘤是成年人中最常見并且最具侵襲性的一種惡性腦瘤,這種疾病具有生長快速且易于擴散的特點,只有30%的患者活到兩年以上。
Berry稱:“一旦病人進行了腦部腫瘤手術,我們將可以使用這種技術來觀察手術后,腫瘤是否復發。” 此外,這項技術也可以在細菌中使用這項技術,來快速檢查菌中是革蘭氏陽性還是革蘭氏陰性。















