摘要

氧(yang)化石墨烯在生物醫學領域有(you)(you)著廣泛的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)前景。但關于(yu)GO如(ru)何(he)與細胞(bao)膜(mo)(mo)或模(mo)型系統相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)信息仍然非常有(you)(you)限。當GO與脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)時，它(ta)是(shi)如(ru)何(he)定位自身的(de)(de)(de)還不(bu)清楚。在本研究中(zhong)(zhong)，朗繆爾單(dan)(dan)(dan)層技術(shu)應用(yong)(yong)于(yu)空氣(qi)中(zhong)(zhong)?研究GO和(he)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)模(mo)型之(zhi)間(jian)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)質(zhi)和(he)方向的(de)(de)(de)水/水界面(mian)(mian)。故意選擇具有(you)(you)相(xiang)同(tong)18碳烷基鏈但不(bu)同(tong)電荷(he)(he)頭基的(de)(de)(de)五種(zhong)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)（DODAB、DSEPC、DSPC、DSPA和(he)SA），以(yi)合理(li)化可(ke)能的(de)(de)(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)。實驗結(jie)果表明，這(zhe)種(zhong)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)是(shi)由極性(xing)(xing)頭群和(he)GO之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)靜電相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)決定的(de)(de)(de)。GO可(ke)以(yi)并入(ru)(ru)帶(dai)正電的(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)DODAB和(he)DSEPC的(de)(de)(de)單(dan)(dan)(dan)層，但不(bu)能并入(ru)(ru)帶(dai)中(zhong)(zhong)性(xing)(xing)或帶(dai)負電的(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)（DSPC、DSPA和(he)SA）。將(jiang)GO注入(ru)(ru)荷(he)(he)正電脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)DODAB和(he)DSEPC單(dan)(dan)(dan)層下(xia)方的(de)(de)(de)亞相(xiang)時，觀察到不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)表面(mian)(mian)壓力行為。提出了一(yi)個(ge)“邊入(ru)(ru)”而不(bu)是(shi)“面(mian)(mian)入(ru)(ru)”的(de)(de)(de)取向模(mo)型來解釋GO在DODAB單(dan)(dan)(dan)分子膜(mo)(mo)上的(de)(de)(de)吸附。

引言

石墨(mo)(mo)烯是一(yi)種單原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)厚的(de)(de)(de)sp2雜化(hua)碳原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)平面片，由于(yu)其新(xin)穎(ying)的(de)(de)(de)光學(xue)、機械(xie)、電(dian)子(zi)(zi)(zi)學(xue)、熱(re)學(xue)和(he)(he)生(sheng)物學(xue)特(te)性(xing)(xing)，近年來在各種研究和(he)(he)應用(yong)中引(yin)起了極大的(de)(de)(de)關(guan)注。1,2氧(yang)化(hua)石墨(mo)(mo)烯（GO）具有與石墨(mo)(mo)烯類(lei)似的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)薄結構，但具有大量含氧(yang)官能團，例(li)如邊緣(yuan)的(de)(de)(de)羧基和(he)(he)基面上的(de)(de)(de)羥基和(he)(he)環氧(yang)基。1 GO由于(yu)其特(te)殊的(de)(de)(de)物理和(he)(he)化(hua)學(xue)性(xing)(xing)質，例(li)如低成(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)制造工藝、豐富的(de)(de)(de)膠體性(xing)(xing)質、高(gao)吸附性(xing)(xing)和(he)(he)通用(yong)熒光猝滅，在生(sheng)物傳(chuan)(chuan)感(gan)和(he)(he)生(sheng)物醫學(xue)領域顯示出了優越的(de)(de)(de)應用(yong)。3.?6過去幾年中，GO或功能化(hua)GO作為(wei)一(yi)種有效的(de)(de)(de)方式，將生(sheng)物活性(xing)(xing)肽、蛋白質、核(he)酸等治(zhi)療(liao)分子(zi)(zi)(zi)輸送到抗癌藥物中，取得了巨大進展(zhan)。4,7,8 GO也可用(yong)于(yu)生(sheng)物傳(chuan)(chuan)感(gan)，3,9成(cheng)像，10?12實時監測(ce)蛋白酶活性(xing)(xing)，13,14和(he)(he)近紅外光熱(re)治(zhi)療(liao)癌癥和(he)(he)阿爾茨(ci)海(hai)默(mo)病(bing)。15?17

GO在(zai)生物系統中的(de)(de)應用(yong)需(xu)要(yao)解決GO和細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)成(cheng)分（如膜）之(zhi)間(jian)可(ke)能存在(zai)的(de)(de)相(xiang)(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)。膜是(shi)自然(ran)的(de)(de)二維屏障，將細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)的(de)(de)內部環(huan)境(jing)與(yu)外部環(huan)境(jing)物理(li)隔離。磷脂作(zuo)為(wei)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)膜的(de)(de)主(zhu)要(yao)結(jie)構成(cheng)分，參與(yu)各(ge)種生物反應，如細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)粘附、離子電導率、疾病相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)反應以(yi)(yi)及(ji)信號和物質的(de)(de)傳輸。18之(zhi)前的(de)(de)研究已經報道(dao)GO可(ke)以(yi)(yi)應用(yong)于(yu)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)成(cheng)像以(yi)(yi)及(ji)藥物和基因(yin)傳遞(di)，表明它可(ke)能進(jin)入(ru)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)。8,10,11但是(shi)關(guan)(guan)于(yu)GO如何與(yu)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)膜或模型系統相(xiang)(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)的(de)(de)研究仍(reng)然(ran)非常有限。19關(guan)(guan)于(yu)GO的(de)(de)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)毒性及(ji)其進(jin)入(ru)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)膜的(de)(de)方式也得到(dao)了不一(yi)致的(de)(de)結(jie)果。20,21此外，與(yu)球形或管狀納米材料(liao)相(xiang)(xiang)比，GO是(shi)一(yi)個非常薄的(de)(de)層(～1 nm），具有較(jiao)大(da)的(de)(de)表面積和不規則形狀。1當(dang)GO與(yu)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)膜相(xiang)(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)時，它是(shi)如何定位自身的(de)(de)尚不清楚。因(yin)此，了解GO和各(ge)種脂質模型之(zhi)間(jian)相(xiang)(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)的(de)(de)性質至關(guan)(guan)重(zhong)要(yao)。這些知識可(ke)以(yi)(yi)為(wei)GO在(zai)生物和生物醫學領域的(de)(de)未來應用(yong)提供進(jin)一(yi)步的(de)(de)信息。

除了GO在生物(wu)(wu)(wu)傳(chuan)感和(he)(he)(he)生物(wu)(wu)(wu)醫(yi)學(xue)研究(jiu)中的(de)應用(yong)(yong)外，使(shi)用(yong)(yong)GO和(he)(he)(he)其他一些組件(jian)構建和(he)(he)(he)組織(zhi)介觀(guan)或宏觀(guan)定義良好的(de)復合材(cai)料已(yi)被證(zheng)明是制(zhi)備電(dian)(dian)(dian)子器(qi)件(jian)的(de)簡單而有(you)用(yong)(yong)的(de)方(fang)法(fa)，例如超(chao)級電(dian)(dian)(dian)容器(qi)電(dian)(dian)(dian)極、導電(dian)(dian)(dian)聚合物(wu)(wu)(wu)和(he)(he)(he)場效應器(qi)件(jian)。22?24因此，理解和(he)(he)(he)操(cao)縱GO和(he)(he)(he)復合材(cai)料中其他組件(jian)之(zhi)間的(de)相互作用(yong)(yong)、方(fang)向(xiang)和(he)(he)(he)結構控制(zhi)對于潛在的(de)制(zhi)造和(he)(he)(he)應用(yong)(yong)至關重(zhong)要。

朗繆爾單層和(he)(he)朗繆爾?空(kong)氣中的(de)(de)(de)Blodgett（LB）膜?水(shui)(shui)/水(shui)(shui)界(jie)面(mian)是典型的(de)(de)(de)二維表面(mian)化學方法，廣泛應用(yong)于空(kong)氣中兩(liang)(liang)親分(fen)子(zi)的(de)(de)(de)結構和(he)(he)性能(neng)研(yan)究(jiu)?水(shui)(shui)/水(shui)(shui)界(jie)面(mian)，如蛋白質(zhi)(zhi)(zhi)和(he)(he)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)。25?27這些(xie)方法的(de)(de)(de)一個顯(xian)著特點(dian)是從(cong)分(fen)子(zi)水(shui)(shui)平(ping)對(dui)層結構進行內(nei)在(zai)和(he)(he)精確(que)的(de)(de)(de)控(kong)制。由于GO薄片邊緣的(de)(de)(de)羧(suo)基(ji)脫質(zhi)(zhi)(zhi)子(zi)化，帶負電(dian)的(de)(de)(de)GO和(he)(he)帶電(dian)荷的(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)之(zhi)間預計會發生22,28靜(jing)電(dian)相(xiang)互作用(yong)。空(kong)氣?水(shui)(shui)/水(shui)(shui)界(jie)面(mian)有(you)望成為研(yan)究(jiu)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)和(he)(he)GO之(zhi)間相(xiang)互作用(yong)的(de)(de)(de)理(li)想場(chang)所，因為兩(liang)(liang)親性脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)很容易在(zai)界(jie)面(mian)上定(ding)向，極性/帶電(dian)基(ji)團(tuan)合并在(zai)親水(shui)(shui)水(shui)(shui)相(xiang)中，而非極性部分(fen)朝向空(kong)氣相(xiang)。

在(zai)本(ben)(ben)研究(jiu)中(zhong)，為了理解和(he)定義GO和(he)具有(you)(you)不(bu)同頭(tou)群的(de)脂(zhi)(zhi)質(zhi)模型之間相互作(zuo)用(yong)的(de)性質(zhi)和(he)方向(xiang)，在(zai)空氣中(zhong)應用(yong)了Langmuir單層(ceng)技術?表征水(shui)/水(shui)界面(mian)的(de)性質(zhi)，如(ru)分(fen)子(zi)堆積、吸附和(he)偶(ou)極矩。選擇具有(you)(you)相同烷基(ji)(ji)(ji)(ji)鏈長度(du)（18個碳）但不(bu)同電荷和(he)頭(tou)基(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)五種脂(zhi)(zhi)質(zhi)來合理化可(ke)能的(de)相互作(zuo)用(yong)。本(ben)(ben)研究(jiu)中(zhong)使用(yong)的(de)脂(zhi)(zhi)質(zhi)的(de)所有(you)(you)烷基(ji)(ji)(ji)(ji)都有(you)(you)目的(de)地選擇為具有(you)(you)18個碳鏈，以消除末端烷基(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)可(ke)能影響(xiang)，如(ru)圖1所示?用(yong)原子(zi)力顯微(wei)鏡（AFM）將Blodgett薄(bo)膜轉移到(dao)基(ji)(ji)(ji)(ji)底上，進一步表征單層(ceng)的(de)形貌。

方案1.脂質和氧化石(shi)墨烯的化學結構(gou)

實驗部分

正(zheng)電荷脂(zhi)(zhi)質(zhi)二十八烷基(ji)(ji)二甲基(ji)(ji)溴化(hua)(hua)銨(an)（DODAB）和1,2-二硬(ying)脂(zhi)(zhi)酰(xian)-sn-甘(gan)油-3-乙基(ji)(ji)磷酸膽(dan)堿(jian)(jian)氯化(hua)(hua)鹽(yan)(yan)（DSEPC）、中(zhong)性(xing)電荷兩性(xing)脂(zhi)(zhi)質(zhi)1,2-二硬(ying)脂(zhi)(zhi)酰(xian)-sn-甘(gan)油-3-磷酸膽(dan)堿(jian)(jian)（DSPC）和負電荷脂(zhi)(zhi)質(zhi)1,2-二硬(ying)脂(zhi)(zhi)酰(xian)-sn-甘(gan)油-3-磷酸鈉鹽(yan)(yan)（DSPA）購(gou)(gou)自Avanti Polar Lipides（Alabaster，AL）。硬(ying)脂(zhi)(zhi)酸（SA）購(gou)(gou)自SigmaAldrich（密蘇里(li)州圣(sheng)路(lu)易斯(si)）。由(you)于頭(tou)部基(ji)(ji)團中(zhong)存在(zai)陰離(li)(li)子(zi)(zi)磷酸鹽(yan)(yan)和陽離(li)(li)子(zi)(zi)季銨(an)中(zhong)心，DSPC帶中(zhong)性(xing)電荷，如(ru)方(fang)案1c所示。由(you)于羧基(ji)(ji)脫質(zhi)子(zi)(zi)化(hua)(hua)，SA被認(ren)為是帶負電的分(fen)子(zi)(zi)。所有這些脂(zhi)(zhi)質(zhi)在(zai)非極性(xing)尾部都有18個碳鏈烷基(ji)(ji)。光譜級(ji)氯仿和甲醇來自MP Biomedicals（Solon，OH）。單層(ceng)GO購(gou)(gou)自ACS Material LLC（馬薩諸(zhu)塞州梅德(de)福德(de)）。所有這些化(hua)(hua)學品均未經任(ren)何進一步(bu)凈(jing)化(hua)(hua)。化(hua)(hua)學結構如(ru)圖1所示。實驗(yan)中(zhong)使用的去(qu)離(li)(li)子(zi)(zi)水(shui)來自Modulab 2020水(shui)凈(jing)化(hua)(hua)系統(tong)（德(de)克薩斯(si)州圣(sheng)安東尼(ni)奧(ao)）。去(qu)離(li)(li)子(zi)(zi)水(shui)的電阻(zu)率、表(biao)面張力和pH值(zhi)在(zai)20.0±0.5°C時分(fen)別為18 MΩ·cm、72.6 mN/M和5.6。所有實驗(yan)均在(zai)恒溫20.0±0.5°C、濕(shi)度(du)50±1%的潔凈(jing)室（1000級(ji)）中(zhong)進行。

通過(guo)向10 mg GO中(zhong)添加10 mL去離子(zi)水(shui)，然后在(zai)(zai)冷水(shui)浴中(zhong)超(chao)聲1小(xiao)時，獲得(de)1 mg/mL GO水(shui)分(fen)散(san)(san)體(ti)（Branson，1510型，丹伯里，CT）。通過(guo)用(yong)去離子(zi)水(shui)稀釋制備0.01、0.02和(he)0.04 mg/mL GO分(fen)散(san)(san)體(ti)。我們之(zhi)前已(yi)經證明，單(dan)(dan)層(ceng)(ceng)(ceng)GO是(shi)(shi)使(shi)(shi)用(yong)相同(tong)的材料(liao)和(he)程(cheng)序通過(guo)UV獲得(de)的?可見(jian)光譜和(he)原子(zi)力(li)顯微鏡（AFM）。6張AFM圖像顯示，去角質GO的高度約(yue)為1 nm，而橫向尺寸高達幾百納米(mi)。將除DSPA外的每種脂(zhi)質溶解(jie)在(zai)(zai)氯(lv)(lv)仿(fang)中(zhong)，以獲得(de)約(yue)0.3 mg/mL的濃(nong)度。少量脂(zhi)質：氯(lv)(lv)仿(fang)溶液(ye)（25至45μL）在(zai)(zai)空(kong)氣中(zhong)逐滴沉積?水(shui)或空(kong)氣?GO分(fen)散(san)(san)（0.01、0.02和(he)0.04 mg/mL）界面(mian)，使(shi)(shi)用(yong)100μL注射器（Hamilton Co.，Reno，NV）。由于DSPA不完全溶于氯(lv)(lv)仿(fang)，因此使(shi)(shi)用(yong)氯(lv)(lv)仿(fang)：甲(jia)醇：水(shui)=65:35:8（體(ti)積比(bi)）的混合溶劑溶解(jie)DSPA。在(zai)(zai)整個表(biao)(biao)面(mian)化學測(ce)量過(guo)程(cheng)中(zhong)，使(shi)(shi)用(yong)面(mian)積為5.9 cm×21.1 cm的Kibronμ-槽S（Kibron Inc.，芬蘭(lan)赫爾(er)(er)辛基）。表(biao)(biao)面(mian)壓(ya)力(li)用(yong)合金(jin)絲探(tan)頭(tou)監測(ce)，表(biao)(biao)面(mian)電(dian)位用(yong)開(kai)爾(er)(er)文探(tan)頭(tou)監測(ce)。當DSEPC參與實驗時，值得(de)注意的是(shi)(shi)，使(shi)(shi)用(yong)一塊干(gan)凈的薄玻璃片覆蓋兩個特(te)氟隆(long)(long)勢壘的內表(biao)(biao)面(mian)，以防止DSEPC和(he)特(te)氟隆(long)(long)勢壘之(zhi)間的任何相互(hu)作用(yong)。等待15分(fen)鐘，蒸發揮發性溶劑，使(shi)(shi)朗(lang)繆爾(er)(er)單(dan)(dan)層(ceng)(ceng)(ceng)達到(dao)(dao)平衡。為了(le)吸(xi)附(fu)GO到(dao)(dao)脂(zhi)質Langmuir單(dan)(dan)層(ceng)(ceng)(ceng)，在(zai)(zai)將單(dan)(dan)層(ceng)(ceng)(ceng)壓(ya)縮(suo)到(dao)(dao)一定(ding)的表(biao)(biao)面(mian)壓(ya)力(li)后，在(zai)(zai)單(dan)(dan)層(ceng)(ceng)(ceng)下(xia)方(fang)注入(ru)0.6 mL 1 mg/mL GO分(fen)散(san)(san)液(ye)，使(shi)(shi)GO達到(dao)(dao)0.02 mg/mL，然后在(zai)(zai)恒定(ding)區域監測(ce)表(biao)(biao)面(mian)壓(ya)力(li)和(he)表(biao)(biao)面(mian)電(dian)位隨時間的變化。

朗繆爾?Blodgett（LB）薄膜是通過以1 mm/min的(de)恒定速度從亞相垂直拉出(chu)一塊新切割的(de)V-1級云母片（賓(bin)夕法(fa)尼(ni)亞州哈特菲爾德的(de)電子顯微鏡(jing)科學公(gong)司）獲得的(de)。在成像之前，將轉(zhuan)移的(de)薄膜在空(kong)氣中干燥幾個小時。原子力顯微鏡(jing)（AFM）圖像是使用安捷倫(lun)5420 AFM儀器（加利福(fu)尼(ni)亞州圣克拉拉）以輕敲模式拍(pai)攝的(de)，分(fen)辨率為512×512像素。懸(xuan)臂梁的(de)共振頻(pin)率為～170 kHz，典型力常數為7.5 N/m，無涂(tu)層硅探(tan)頭。

結果和討論

表(biao)面(mian)(mian)壓(ya)力(li)(li)?脂質在空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)的面(mian)(mian)積(ji)等溫線(xian)?GO水分(fen)(fen)(fen)(fen)散體界面(mian)(mian)。表(biao)面(mian)(mian)壓(ya)力(li)(li)定義為(wei)純水表(biao)面(mian)(mian)和單層覆蓋表(biao)面(mian)(mian)之間的表(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)降低(di)。它(ta)描述了空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)的分(fen)(fen)(fen)(fen)子堆(dui)積(ji)密(mi)度?水或空(kong)(kong)氣(qi)?水界面(mian)(mian)。表(biao)面(mian)(mian)壓(ya)力(li)(li)?面(mian)(mian)積(ji)等溫線(xian)是通(tong)過(guo)監測(ce)表(biao)面(mian)(mian)壓(ya)力(li)(li)變化與平均分(fen)(fen)(fen)(fen)子面(mian)(mian)積(ji)在恒定溫度下壓(ya)縮過(guo)程中(zhong)(zhong)獲(huo)得(de)的。當(dang)分(fen)(fen)(fen)(fen)子在崩塌(ta)前緊密(mi)堆(dui)積(ji)時(shi)，通(tong)過(guo)外(wai)推表(biao)面(mian)(mian)壓(ya)力(li)(li)的線(xian)性部分(fen)(fen)(fen)(fen)得(de)到(dao)的面(mian)(mian)積(ji)?表(biao)面(mian)(mian)壓(ya)力(li)(li)為(wei)零（如圖1a中(zhong)(zhong)的虛線(xian)所示）的面(mian)(mian)積(ji)等溫線(xian)（固(gu)相(xiang)或液(ye)凝聚相(xiang)）被稱(cheng)為(wei)極(ji)(ji)限分(fen)(fen)(fen)(fen)子面(mian)(mian)積(ji)。29這一重(zhong)要特征代表(biao)了分(fen)(fen)(fen)(fen)子緊密(mi)堆(dui)積(ji)在單層中(zhong)(zhong)時(shi)所占的平均分(fen)(fen)(fen)(fen)子面(mian)(mian)積(ji)。極(ji)(ji)限分(fen)(fen)(fen)(fen)子面(mian)(mian)積(ji)通(tong)常由頭基的分(fen)(fen)(fen)(fen)子間相(xiang)互作用(yong)和烷基鏈(lian)的堆(dui)積(ji)決定。30

圖1.表面(mian)(mian)(mian)壓力?脂質在空氣中的(de)面(mian)(mian)(mian)積(ji)等溫線?水或GO分(fen)散界面(mian)(mian)(mian)：（a）帶正電(dian)的(de)DODAB；（b）帶正電(dian)的(de)DSEPC；（c）中性充(chong)電(dian)DSPC；（d）負(fu)電(dian)荷DSPA；（e）帶負(fu)電(dian)的(de)SA。請(qing)注意，在空氣中未檢測到表面(mian)(mian)(mian)壓力?進入分(fen)散界面(mian)(mian)(mian)，不要(yao)在界面(mian)(mian)(mian)上分(fen)散脂質。帶有每個(ge)分(fen)子軸面(mian)(mian)(mian)積(ji)的(de)虛線截距表示(shi)每個(ge)分(fen)子的(de)極限面(mian)(mian)(mian)積(ji)。

圖1顯示了表面壓力?純(chun)水(shui)和(he)(he)GO水(shui)分散體亞相(xiang)（0.01、0.02和(he)(he)0.04 mg/mL GO）上(shang)帶(dai)正電(dian)的(de)DODAB（a）和(he)(he)DSEPC（b）、帶(dai)中性(xing)電(dian)荷的(de)DSPC（c）、帶(dai)負電(dian)的(de)DSPA（d）和(he)(he)SA（e）的(de)面積等溫線。

值(zhi)得注意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)，使用0.01、0.02和(he)0.04 mg/mL GO水分(fen)(fen)散(san)體(ti)作為亞相(xiang)(xiang)(xiang)，在界面(mian)(mian)(mian)處未(wei)檢測到表面(mian)(mian)(mian)壓(ya)力，而(er)不(bu)擴散(san)脂質(zhi)（數據(ju)未(wei)顯示），這(zhe)(zhe)(zhe)表明本研究中(zhong)(zhong)使用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)GO本身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)(mian)(mian)活(huo)性不(bu)足以影(ying)響(xiang)水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)(mian)(mian)張力。純(chun)水子相(xiang)(xiang)(xiang)上帶(dai)正電的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)DODAB和(he)DSEPC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)(ji)限分(fen)(fen)子面(mian)(mian)(mian)積(ji)分(fen)(fen)別為73和(he)61?2/分(fen)(fen)子，如圖1a、b中(zhong)(zhong)黑色曲線上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)虛線所示。這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)(xie)數字與之(zhi)前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究一(yi)致。30?32當這(zhe)(zhe)(zhe)兩種(zhong)(zhong)脂質(zhi)沉積(ji)在空氣中(zhong)(zhong)時(shi)?在GO分(fen)(fen)散(san)界面(mian)(mian)(mian)，隨著亞相(xiang)(xiang)(xiang)GO濃(nong)(nong)度(du)從0.01增(zeng)加到0.02到0.04 mg/mL，可(ke)以清楚地觀(guan)察到極(ji)(ji)限分(fen)(fen)子面(mian)(mian)(mian)積(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加。此外，隨著GO濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加，液體(ti)凝聚相(xiang)(xiang)(xiang)開始于(yu)(yu)更高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)均分(fen)(fen)子面(mian)(mian)(mian)積(ji)。這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)觀(guan)察表明，GO可(ke)以結合或(huo)吸附(fu)到DODAB和(he)DSEPC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)層(ceng)中(zhong)(zhong)，增(zeng)加平(ping)均分(fen)(fen)子面(mian)(mian)(mian)積(ji)。然而(er)，當沉積(ji)帶(dai)中(zhong)(zhong)性電荷(he)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂質(zhi)DSPC、帶(dai)負電的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂質(zhi)DSPA和(he)脂肪酸SA時(shi)，表面(mian)(mian)(mian)壓(ya)力?流動分(fen)(fen)散(san)時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)面(mian)(mian)(mian)積(ji)等(deng)(deng)溫(wen)線幾(ji)(ji)乎與純(chun)水子相(xiang)(xiang)(xiang)上獲得的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)等(deng)(deng)溫(wen)線完全(quan)相(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)，如圖1c所示?e、在這(zhe)(zhe)(zhe)三種(zhong)(zhong)分(fen)(fen)子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)每(mei)種(zhong)(zhong)情況下，表面(mian)(mian)(mian)壓(ya)力在幾(ji)(ji)乎相(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)均分(fen)(fen)子面(mian)(mian)(mian)積(ji)下升(sheng)高，并(bing)且極(ji)(ji)限分(fen)(fen)子面(mian)(mian)(mian)積(ji)也非(fei)常相(xiang)(xiang)(xiang)似(si)，盡管在亞相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)GO的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)不(bu)同(tong)。這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)(xie)觀(guan)察結果(guo)表明，GO不(bu)能并(bing)入(ru)或(huo)吸附(fu)到DSPC、DSPA或(huo)SA的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)層(ceng)中(zhong)(zhong)。界面(mian)(mian)(mian)和(he)亞相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)GO的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在對這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)(xie)分(fen)(fen)子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)層(ceng)形成沒有任何影(ying)響(xiang)。由(you)于(yu)(yu)細胞膜(mo)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磷(lin)脂帶(dai)負電荷(he)或(huo)中(zhong)(zhong)性電荷(he)，細胞可(ke)能將(jiang)GO攝取到膜(mo)中(zhong)(zhong)不(bu)應是(shi)(shi)由(you)于(yu)(yu)GO和(he)磷(lin)脂之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)直接化學相(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)作用，而(er)是(shi)(shi)通過(guo)生物過(guo)程，如內(nei)吞作用。8,33

圖1清楚(chu)地(di)表明(ming)，具有(you)不同(tong)電(dian)(dian)荷的(de)(de)(de)(de)頭(tou)(tou)(tou)部(bu)基(ji)團(tuan)對脂質(zhi)和GO之間的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)作(zuo)(zuo)用有(you)著深遠的(de)(de)(de)(de)影響。人們認為(wei)疏水(shui)性尾部(bu)基(ji)團(tuan)不參與這(zhe)種相(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)作(zuo)(zuo)用。這(zhe)是(shi)(shi)因(yin)為(wei)18碳疏水(shui)尾應朝向疏水(shui)空氣相(xiang)(xiang)(xiang)。即使尾巴可以與GO在(zai)空中(zhong)接觸?在(zai)沉積(ji)后的(de)(de)(de)(de)水(shui)界面(mian)(mian)上(shang)，在(zai)壓縮(suo)過程中(zhong)未觀察到對DSPC、DSPA和SA等溫線(xian)的(de)(de)(de)(de)提升面(mian)(mian)積(ji)或極限分子面(mian)(mian)積(ji)的(de)(de)(de)(de)影響。特(te)別值得注意(yi)的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)，DSEPC、DSPC和DSPA具有(you)完全(quan)相(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)1,2-二硬脂酰-sn-甘(gan)油基(ji)團(tuan)，只是(shi)(shi)與頭(tou)(tou)(tou)部(bu)基(ji)團(tuan)不同(tong)，如方案1b所(suo)示?d、因(yin)此(ci)，控(kong)制GO和脂質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)作(zuo)(zuo)用的(de)(de)(de)(de)因(yin)素是(shi)(shi)頭(tou)(tou)(tou)部(bu)。帶(dai)正(zheng)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)頭(tou)(tou)(tou)基(ji)（銨和乙酰膽(dan)堿）與GO帶(dai)負(fu)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)羧基(ji)具有(you)強(qiang)大(da)的(de)(de)(de)(de)靜電(dian)(dian)吸(xi)引力，導致GO并入單層。由(you)于不利于靜電(dian)(dian)相(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)作(zuo)(zuo)用，帶(dai)中(zhong)性電(dian)(dian)荷的(de)(de)(de)(de)頭(tou)(tou)(tou)基(ji)（磷(lin)酸膽(dan)堿）或帶(dai)負(fu)電(dian)(dian)荷的(de)(de)(de)(de)頭(tou)(tou)(tou)基(ji)（磷(lin)酸和羧基(ji)）不吸(xi)附GO。此(ci)外，這(zhe)些(xie)帶(dai)中(zhong)性電(dian)(dian)荷和帶(dai)負(fu)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)頭(tou)(tou)(tou)群(qun)似(si)乎可以將圍棋(qi)從空中(zhong)擊退?GO色散界面(mian)(mian)。這(zhe)解釋(shi)了(le)為(wei)什么這(zhe)些(xie)脂質(zhi)在(zai)GO分散上(shang)的(de)(de)(de)(de)等溫線(xian)與在(zai)純水(shui)亞(ya)相(xiang)(xiang)(xiang)上(shang)的(de)(de)(de)(de)等溫線(xian)幾乎完全(quan)相(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)。因(yin)此(ci)，我們將在(zai)下面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)討論中(zhong)重(zhong)點討論GO和DODAB以及DSEPC之間的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)作(zuo)(zuo)用。