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  不同的細(xì)胞與石墨烯之間有著不同的相互作用。


  有什么是石墨烯辦不到的？檢測(cè)癌癥？不，石墨烯現(xiàn)在可以用于檢測(cè)癌癥了。

  伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校（Universityof Illinois at Chicago, UIC）的研究人員對(duì)石墨烯進(jìn)行研究，通過(guò)腦細(xì)胞與石墨烯的相互作用，可以辨別出高度活躍的癌癥細(xì)胞，從而實(shí)現(xiàn)癌癥細(xì)胞與正常細(xì)胞的區(qū)分。據(jù)此，研究人員提出，這種簡(jiǎn)單無(wú)創(chuàng)的石墨烯技術(shù)有望應(yīng)用于早期癌癥篩查。

  Vikas Berry副教授是UIC化學(xué)工程系主任，他與UIC醫(yī)學(xué)院臨床神經(jīng)外科系A(chǔ)nkitMehta副教授開(kāi)展合作，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成了這項(xiàng)研究。他說(shuō)：“通過(guò)細(xì)胞與石墨烯的相互作用，這項(xiàng)技術(shù)能夠檢測(cè)出細(xì)胞的活性。”

  “石墨烯是世界上已知的最薄材料，而且這種材料對(duì)其表面發(fā)生的任何變化都非常敏感�！盉erry解釋道，“細(xì)胞與石墨烯發(fā)生相互作用，改變了石墨烯的電荷分布，進(jìn)而改變了原子振動(dòng)能量，拉曼光譜技術(shù)就可以檢測(cè)到這種能量的變化。”石墨烯是由單層碳原子構(gòu)成的蜂窩狀二維納米材料，電子可以在石墨烯表面自由移動(dòng)，由所有原子共享。Berry所提到的拉曼光譜則是研究石墨烯的常用技術(shù)，效果非常強(qiáng)大。

  Berry說(shuō)，高度活躍的癌癥細(xì)胞能夠讓石墨烯表面的負(fù)電荷增大更多，釋放出更多的質(zhì)子。因此，癌癥細(xì)胞對(duì)石墨烯晶格原子振動(dòng)能量的影響程度不同于正常細(xì)胞。

  他說(shuō)：“細(xì)胞周?chē)碾妶?chǎng)會(huì)對(duì)石墨烯的電子產(chǎn)生排斥作用。”這種排斥作用會(huì)導(dǎo)致碳原子振動(dòng)能量的改變，用分辨率為300納米的拉曼成像技術(shù)可以準(zhǔn)確檢測(cè)出這種振動(dòng)能量的改變，進(jìn)而，也就能對(duì)單個(gè)細(xì)胞的活性進(jìn)行表征。

  這項(xiàng)研究發(fā)表在了期刊《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)應(yīng)用材料與表面》（ACS Applied Materials & Interfaces）上。文章選取培養(yǎng)了人體腦細(xì)胞，比較了正常星形膠質(zhì)細(xì)胞與多形性成膠質(zhì)細(xì)胞瘤之間的區(qū)別（多形性膠質(zhì)細(xì)胞瘤，glioblastoma multiforme，GBM，是星形細(xì)胞腫瘤中惡性程度最高的膠質(zhì)瘤）。Berry表示，研究人員正在用小鼠癌癥模型研究這項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)，而且已經(jīng)獲得了“非常有前景”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。隨著研究進(jìn)一步深入，研究人員會(huì)在病人身上進(jìn)行活體檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。

  他說(shuō)：“在腦癌患者接受手術(shù)之后，我們能用這項(xiàng)石墨烯技術(shù)來(lái)檢測(cè)癌癥是否復(fù)發(fā)。我們需要一份細(xì)胞樣品，使之與石墨烯相互作用，接著，我們就能觀察到癌細(xì)胞是否仍然存在了�！�

  此外，該技術(shù)也可用于區(qū)分其他類(lèi)型的細(xì)胞、或其他活性不同的細(xì)胞。Berry補(bǔ)充說(shuō)：“石墨烯也可以用于區(qū)分革蘭氏陽(yáng)性菌與革蘭氏陰性菌（以革蘭氏染色法區(qū)分的兩大類(lèi)細(xì)菌），或者用于檢測(cè)鐮狀細(xì)胞（鐮狀細(xì)胞病是一種遺傳性血液病，因紅細(xì)胞呈鐮刀狀而得名）�！�

  幾個(gè)月前，Berry等人將石墨烯滴至棒狀細(xì)菌之上，再對(duì)細(xì)菌進(jìn)行真空收縮處理，在石墨烯上引入了納米級(jí)的波紋。由此制備出的石墨烯在不同垂直方向上具有不同的導(dǎo)電性，可應(yīng)用于電子器件領(lǐng)域。

  Berry說(shuō)：“我們把早先的工作翻轉(zhuǎn)了一下。早先，我們是把石墨烯放到細(xì)胞上，在這次的工作中，我們則是把細(xì)胞放到石墨烯上，再來(lái)研究石墨烯原子振動(dòng)�！�

  論文鏈接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.6b12307