石墨烯量子点与体外巨噬细胞生物相容性的研究

目的 探讨石墨烯量子点（GQDs）的对体外RAW264.7巨噬细胞存活率、细胞凋亡及炎症因子表达的影响和细胞成像能力，为GQDs在生物医学领域的安全应用提供理论基础。方法 采用改性Hummer’s法制备了氧化石墨烯。利用H₂O₂和W₁₈O₄₉在水热条件下产生的羟基自由基，采用自上而下的方法将氧化石墨烯切割成GQDs。利用X射线粉末衍射、X光电子能谱、透射电镜、原子力显微镜、扫描电镜和傅里叶红外变换等技术对GQDs微观结构进行详细分析。通过CCK-8、流式细胞、激光共聚焦方法和实时荧光定量PCR（RT-qPCR），评价GQDs对巨噬细胞的生物兼容性和对炎症因子表达的影响。通过CCK-8、流式细胞和RT-qPCR，评价GQDs对巨噬细胞的生物兼容性和炎症因子的影响。激光共聚焦显示GQDs在巨噬细胞中成像情况。结果 水热条件下，以W₁₈O₄₉为催化剂可将氧化石墨烯切割为3~5 nm蓝光GQDs，产率为43%，荧光寿命（τ）=1.67 ns。三重态碳烯自由基的Zigzag型位点和缺陷态导致GQDs表现出激发波长的依赖性，其最佳激发和发射波长分别为330 nm和400 nm。GQDs表面丰富的含氧官能团和其亲水性使其具有良好的水溶性。CCK-8和死活染色表明，GQDs具有较高的生物兼容性。RT-qPCR分析结果显示，GQDs对体外RAW264.7细胞有生长抑制作用，可刺激RAW264.7细胞提高TNF-α的表达，使细胞膜破裂并产生IL-1β炎症因子诱导细胞凋亡。激光共聚焦结果显示，蓝光GQDs具有一定的体外细胞成像能力。结论 石墨烯量子点的水溶性、低毒、荧光特性和炎症因子的诱导效应，为其在免疫标记和细胞成像领域的应用提供了广阔的前景。