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重大应用:石墨烯首次用于检测癌细胞!

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近期关于“华为石墨烯助力高温锂离子电池”的相关报道(点击此处查看)再次让“网红”石墨烯成为公众关注的焦点。虽然石墨烯还未广泛应用,但其研究探索从未止步。

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢状晶格的平面薄膜,是一种只有一个原子层厚度的二维材料。其导电、导热、强度、稳定性都很强大,被誉为“新材料之王“,可能会对于整个产业产生颠覆性的影响。

石墨烯可以用于检测癌细胞吗?日前,伊利诺大学芝加哥分校的研究人员发现细胞和石墨烯发生相互作用后,能够通过拉曼成像技术区分出活跃的癌细胞和普通细胞,这使得石墨烯有望用于开发癌症早期的检测工具。这项研究发表在美国化学学会《应用材料与界面》(Applied Materials & Interfaces)杂志上。论文链接:

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

石墨烯可用于癌症检测的机制是什么?研究者之一的Vikas Berry副教授说:“石墨烯是目前世界上已知的最薄的二维材料,对于其表面发生的变化十分敏感。细胞和石墨烯交互作用将使得石墨烯中分布的电荷重新排列,改变了原子振动的能量,这种变化可以被拉曼光谱仪检测到。由于癌细胞比较活跃,容易导致其表面更高的负电荷,由此可以分辨是否有癌细胞。

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(a) 代表性模型显示细胞附着在石墨烯的过程,(b) 光学图像显示附着较少的癌细胞和附着较好的细胞。图片来源: Applied Materials & Interfaces

 

该技术目前还处在癌症小鼠的试验阶段,结果表明该技术非常具有应用前景,今后将进一步利用病人活体组织进行试验。同时,该技术还致力于区分其他类型的正常细胞和癌细胞。Berry称:“一旦病人进行了脑部肿瘤手术,我们可以使用这种技术来观察手术后肿瘤是否复发。为此,需要可以和石墨烯相互作用的细胞样本,来观察癌细胞是否还存在。”

今年早些时候,Berry和合作者还研究介绍了石墨烯中纳米尺度的波纹,石墨烯在垂直方向显示出不同导电性,这对于电子学很有用处。

参考资料:UIC,Appl. Mater. Interfaces

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