石墨烯健康风险研究现状及展望-生物化学与生物物理进展.pdf

生物化学与生物物理进展 Progress in Biochemistry and Biop hys ics 2015, 42(1): 5~ 15 石墨烯健康风险研究现状及展望* 1) 1, 2)** 1)** 孙寒 冯雷雨 陈银广 (1) 济大学环境科学与工程学院，污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海200092； 2) 江苏盐城环保产业工程研发服务中心，盐城224051) 摘要 石墨烯是一种新型的二维碳纳米材料，由于具有优异的电子、光学、机械等特性，已经被广泛应用于电子器件、复合 材料、能源储存等领域 近年来，石墨烯在生物医药领域崭露头角，其在诸如生物传感器、细胞成像、药物输运、抗菌材料 等方面的广泛应用，为生物医药技术带来了突破，也为人体健康带来了福音 然而，随着石墨烯以不 途径进入人们的生 活，其对人体及其他生物体的安全构成潜在威胁，引发的健康风险正受到广泛关注 本文从石墨烯对生物体的影响及其同生 物体的相互作用方面入手，综述了近年来石墨烯健康风险的研究进展，并且总结归纳了人体抵御石墨烯健康风险的途径及机 制，最后指出了未来石墨烯健康风险方面的研究方向 关键词 石墨烯，生物体，相互作用，健康风险，生物医药，毒理学 学科分类号 Q5 ，R54 DOI: 10.3724/SP.J.1206.20 14.00112 自2004 年石墨烯被发现以来，针对石墨烯及 1 新兴碳纳米材料———石墨烯 其衍生物的研究探索已经取得了长足的进步，研究 纳米科学是21 世纪最重要的科学领域之一 成果广泛用于能源、环境等诸多领域，在电化学设 纳米材料的不断研发为物理、化学、 学以及环境 备、能量存储、催化反应、细胞成像、药物输送、 [1] 污染物去除、化学生物及环境样品提取等方面应用 等诸多领域带来了革命性的影响 然而，随着纳 米材料的应用范围越来越广，其在环境中暴露量增 广泛[5-7] 2008 年以后，石墨烯开始在生物医药领 大进而引发的环境效应和健康风险越来越引发科学 域崭露头角，例如，它可以作为细胞生长支架， 界的重视 作为一种新兴的非金属纳米材料，石墨 多糖等物质合成与细胞高度相容的复合材料，植入 烯具有独特的结构和性质，引起了更加广泛的关注 人体，经过功能化的纳米石墨烯还可以作为有效载 ( 图1) 时，由于石墨烯易于修饰，出现了多种 体将用于化疗的抗癌药物运输到细胞中，提高治疗 [2-4] [8] 重要的石墨烯衍生物 效果和效率 此外，基于石墨烯的生物传感器可 以很好地检测各种生物分子 总之，石墨烯在生物 检 、肿瘤治疗以及细胞成像等方面的应用，填补 了部分生物 药技术的空白，为推动生物医药行业 的发展起到了不可忽视的作用 然而，也正是由于 * 国家自然科学基金(5 1108332)和江苏省自然科学基金(BK201 14 16) 资 项目.