摘要

氧化石墨烯在生物醫(yi)學領域有著廣泛的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)前景。但關于(yu)GO如(ru)何(he)(he)與(yu)細胞膜(mo)或(huo)模(mo)型(xing)系統相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)信息仍然非(fei)常(chang)有限。當GO與(yu)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)時，它是如(ru)何(he)(he)定位(wei)自身的(de)(de)還不(bu)(bu)清楚。在本研究中，朗(lang)繆爾單(dan)層技術應用(yong)(yong)(yong)于(yu)空氣中?研究GO和(he)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)模(mo)型(xing)之間(jian)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)性(xing)質(zhi)和(he)方向的(de)(de)水/水界面(mian)。故(gu)意選(xuan)擇(ze)具有相(xiang)同18碳烷(wan)基鏈但不(bu)(bu)同電(dian)(dian)(dian)荷頭基的(de)(de)五(wu)種脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)（DODAB、DSEPC、DSPC、DSPA和(he)SA），以(yi)合理化可能(neng)的(de)(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)。實驗結果表明，這種相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)是由極性(xing)頭群和(he)GO之間(jian)的(de)(de)靜電(dian)(dian)(dian)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)決定的(de)(de)。GO可以(yi)并(bing)入(ru)(ru)帶(dai)正電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)DODAB和(he)DSEPC的(de)(de)單(dan)層，但不(bu)(bu)能(neng)并(bing)入(ru)(ru)帶(dai)中性(xing)或(huo)帶(dai)負電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)（DSPC、DSPA和(he)SA）。將(jiang)GO注入(ru)(ru)荷正電(dian)(dian)(dian)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)DODAB和(he)DSEPC單(dan)層下(xia)方的(de)(de)亞相(xiang)時，觀察(cha)到不(bu)(bu)同的(de)(de)表面(mian)壓力行為。提(ti)出了(le)一個“邊(bian)入(ru)(ru)”而(er)不(bu)(bu)是“面(mian)入(ru)(ru)”的(de)(de)取向模(mo)型(xing)來解釋GO在DODAB單(dan)分子膜(mo)上(shang)的(de)(de)吸附。

引言

石(shi)(shi)墨烯是(shi)一種(zhong)單原(yuan)子(zi)厚的(de)(de)(de)sp2雜化(hua)碳原(yuan)子(zi)平面片，由(you)于其新穎的(de)(de)(de)光(guang)學(xue)、機械、電子(zi)學(xue)、熱學(xue)和生(sheng)物(wu)(wu)學(xue)特性(xing)(xing)(xing)，近(jin)年來(lai)在各(ge)種(zhong)研(yan)究和應(ying)用(yong)中引起了(le)極大的(de)(de)(de)關注。1,2氧(yang)化(hua)石(shi)(shi)墨烯（GO）具有與石(shi)(shi)墨烯類(lei)似的(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)薄結構，但具有大量(liang)含(han)氧(yang)官能團，例(li)(li)如邊緣的(de)(de)(de)羧基和基面上的(de)(de)(de)羥基和環氧(yang)基。1 GO由(you)于其特殊的(de)(de)(de)物(wu)(wu)理和化(hua)學(xue)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)，例(li)(li)如低(di)成本(ben)的(de)(de)(de)制造工藝、豐富的(de)(de)(de)膠體(ti)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)、高吸附性(xing)(xing)(xing)和通用(yong)熒光(guang)猝滅(mie)，在生(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)感和生(sheng)物(wu)(wu)醫學(xue)領域顯示出(chu)了(le)優(you)越的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)。3.?6過去幾年中，GO或功能化(hua)GO作為一種(zhong)有效的(de)(de)(de)方式，將生(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)(xing)(xing)肽(tai)、蛋白質(zhi)、核酸等治療分子(zi)輸送到抗(kang)癌(ai)藥(yao)物(wu)(wu)中，取得(de)了(le)巨(ju)大進(jin)展。4,7,8 GO也可用(yong)于生(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)感，3,9成像，10?12實(shi)時監(jian)測蛋白酶活性(xing)(xing)(xing)，13,14和近(jin)紅外光(guang)熱治療癌(ai)癥和阿爾茨海默(mo)病(bing)。15?17

GO在生(sheng)物系(xi)統(tong)中的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)用(yong)需要(yao)解決(jue)GO和細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)成分（如膜(mo)(mo)）之(zhi)間可能存在的(de)(de)相互作用(yong)。膜(mo)(mo)是(shi)自然(ran)的(de)(de)二維屏(ping)障，將細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)的(de)(de)內部(bu)環(huan)境與(yu)(yu)(yu)外部(bu)環(huan)境物理隔離。磷脂(zhi)作為(wei)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)膜(mo)(mo)的(de)(de)主要(yao)結構(gou)成分，參與(yu)(yu)(yu)各(ge)種(zhong)生(sheng)物反(fan)應(ying)(ying)(ying)，如細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)粘(zhan)附(fu)、離子電導率、疾病相關(guan)反(fan)應(ying)(ying)(ying)以(yi)及信號和物質(zhi)的(de)(de)傳輸。18之(zhi)前(qian)的(de)(de)研究(jiu)已經報(bao)道GO可以(yi)應(ying)(ying)(ying)用(yong)于(yu)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)成像以(yi)及藥物和基因傳遞(di)，表明它(ta)(ta)可能進入細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)。8,10,11但是(shi)關(guan)于(yu)GO如何(he)(he)與(yu)(yu)(yu)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)膜(mo)(mo)或模型系(xi)統(tong)相互作用(yong)的(de)(de)研究(jiu)仍然(ran)非常有限。19關(guan)于(yu)GO的(de)(de)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)毒性(xing)(xing)及其進入細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)膜(mo)(mo)的(de)(de)方式(shi)也得到了(le)不(bu)一致的(de)(de)結果(guo)。20,21此外，與(yu)(yu)(yu)球形或管狀納米(mi)材料相比，GO是(shi)一個(ge)非常薄的(de)(de)層(～1 nm），具有較大(da)的(de)(de)表面積和不(bu)規則形狀。1當GO與(yu)(yu)(yu)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)膜(mo)(mo)相互作用(yong)時，它(ta)(ta)是(shi)如何(he)(he)定位自身的(de)(de)尚(shang)不(bu)清楚。因此，了(le)解GO和各(ge)種(zhong)脂(zhi)質(zhi)模型之(zhi)間相互作用(yong)的(de)(de)性(xing)(xing)質(zhi)至關(guan)重(zhong)要(yao)。這些知識可以(yi)為(wei)GO在生(sheng)物和生(sheng)物醫(yi)學(xue)領域的(de)(de)未來應(ying)(ying)(ying)用(yong)提供(gong)進一步的(de)(de)信息。

除了GO在生物(wu)傳感和(he)(he)(he)(he)生物(wu)醫學研究中(zhong)的(de)(de)應用(yong)外，使(shi)用(yong)GO和(he)(he)(he)(he)其他(ta)一些組(zu)件構建和(he)(he)(he)(he)組(zu)織介觀或(huo)宏觀定義良(liang)好的(de)(de)復(fu)合材料已被證明是制備電子器件的(de)(de)簡(jian)單而有用(yong)的(de)(de)方法(fa)，例如(ru)超級電容器電極(ji)、導電聚合物(wu)和(he)(he)(he)(he)場(chang)效應器件。22?24因此，理解和(he)(he)(he)(he)操縱GO和(he)(he)(he)(he)復(fu)合材料中(zhong)其他(ta)組(zu)件之(zhi)間的(de)(de)相互作用(yong)、方向和(he)(he)(he)(he)結構控制對于潛在的(de)(de)制造和(he)(he)(he)(he)應用(yong)至關重要(yao)。

朗(lang)繆(mou)爾單(dan)層和朗(lang)繆(mou)爾?空氣中的(de)Blodgett（LB）膜(mo)?水(shui)(shui)(shui)/水(shui)(shui)(shui)界面(mian)(mian)是典型的(de)二維(wei)表面(mian)(mian)化學方法(fa)，廣(guang)泛應用(yong)(yong)于空氣中兩(liang)(liang)親(qin)分子的(de)結構和性(xing)能研(yan)究?水(shui)(shui)(shui)/水(shui)(shui)(shui)界面(mian)(mian)，如蛋(dan)白質(zhi)(zhi)(zhi)和脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)。25?27這(zhe)些方法(fa)的(de)一個顯著特點是從分子水(shui)(shui)(shui)平(ping)對層結構進(jin)行內在(zai)(zai)和精確(que)的(de)控制。由于GO薄(bo)片邊緣的(de)羧(suo)基(ji)脫質(zhi)(zhi)(zhi)子化，帶負(fu)電的(de)GO和帶電荷的(de)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)之間預計會發生22,28靜(jing)電相互(hu)作用(yong)(yong)。空氣?水(shui)(shui)(shui)/水(shui)(shui)(shui)界面(mian)(mian)有望成為(wei)研(yan)究脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)和GO之間相互(hu)作用(yong)(yong)的(de)理(li)想場(chang)所，因為(wei)兩(liang)(liang)親(qin)性(xing)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)很容易在(zai)(zai)界面(mian)(mian)上(shang)定向，極性(xing)/帶電基(ji)團(tuan)合并在(zai)(zai)親(qin)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)相中，而非極性(xing)部(bu)分朝向空氣相。

在本研究中(zhong)，為(wei)了理解和定義GO和具(ju)(ju)有(you)不(bu)同頭(tou)群的(de)(de)脂質模型之間相(xiang)互作用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)性質和方向(xiang)，在空(kong)氣中(zhong)應用(yong)(yong)(yong)了Langmuir單層技術?表征水(shui)/水(shui)界面的(de)(de)性質，如分子堆(dui)積、吸附和偶極矩。選擇具(ju)(ju)有(you)相(xiang)同烷基(ji)(ji)鏈長度（18個(ge)碳）但不(bu)同電荷和頭(tou)基(ji)(ji)的(de)(de)五種脂質來合理化可能(neng)(neng)的(de)(de)相(xiang)互作用(yong)(yong)(yong)。本研究中(zhong)使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)脂質的(de)(de)所有(you)烷基(ji)(ji)都(dou)有(you)目的(de)(de)地選擇為(wei)具(ju)(ju)有(you)18個(ge)碳鏈，以消除末端烷基(ji)(ji)的(de)(de)可能(neng)(neng)影響，如圖1所示(shi)?用(yong)(yong)(yong)原子力顯(xian)微(wei)鏡（AFM）將Blodgett薄膜(mo)轉移到基(ji)(ji)底上(shang)，進一(yi)步表征單層的(de)(de)形貌。

方案1.脂質和氧化石墨烯的化學結構

實驗部分

正(zheng)電(dian)荷(he)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)二十(shi)八烷基(ji)二甲基(ji)溴化(hua)(hua)銨（DODAB）和1,2-二硬(ying)(ying)脂(zhi)酰(xian)-sn-甘油-3-乙基(ji)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)膽堿氯化(hua)(hua)鹽(yan)(yan)（DSEPC）、中(zhong)性(xing)電(dian)荷(he)兩(liang)性(xing)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)1,2-二硬(ying)(ying)脂(zhi)酰(xian)-sn-甘油-3-磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)膽堿（DSPC）和負(fu)電(dian)荷(he)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)1,2-二硬(ying)(ying)脂(zhi)酰(xian)-sn-甘油-3-磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)鈉鹽(yan)(yan)（DSPA）購自(zi)Avanti Polar Lipides（Alabaster，AL）。硬(ying)(ying)脂(zhi)酸(suan)(suan)（SA）購自(zi)SigmaAldrich（密蘇里(li)州圣(sheng)路易斯(si)）。由于(yu)頭部基(ji)團中(zhong)存在(zai)陰離(li)子磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)和陽離(li)子季銨中(zhong)心，DSPC帶中(zhong)性(xing)電(dian)荷(he)，如方(fang)案(an)1c所示(shi)。由于(yu)羧基(ji)脫質(zhi)(zhi)(zhi)子化(hua)(hua)，SA被認為是帶負(fu)電(dian)的分(fen)子。所有這些脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)在(zai)非極性(xing)尾部都(dou)有18個碳鏈烷基(ji)。光譜(pu)級氯仿和甲醇來(lai)自(zi)MP Biomedicals（Solon，OH）。單層GO購自(zi)ACS Material LLC（馬薩諸塞(sai)州梅德(de)福德(de)）。所有這些化(hua)(hua)學品均(jun)未經任何進(jin)一步凈化(hua)(hua)。化(hua)(hua)學結構如圖(tu)1所示(shi)。實驗(yan)中(zhong)使用的去離(li)子水來(lai)自(zi)Modulab 2020水凈化(hua)(hua)系統（德(de)克(ke)薩斯(si)州圣(sheng)安東尼奧(ao)）。去離(li)子水的電(dian)阻率(lv)、表面張力和pH值在(zai)20.0±0.5°C時分(fen)別(bie)為18 MΩ·cm、72.6 mN/M和5.6。所有實驗(yan)均(jun)在(zai)恒溫20.0±0.5°C、濕度(du)50±1%的潔凈室（1000級）中(zhong)進(jin)行。

通過(guo)(guo)向(xiang)10 mg GO中(zhong)(zhong)添(tian)加10 mL去離(li)子(zi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)，然后在冷水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)浴中(zhong)(zhong)超聲(sheng)1小時，獲得1 mg/mL GO水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)散體(ti)（Branson，1510型，丹伯里(li)，CT）。通過(guo)(guo)用(yong)(yong)去離(li)子(zi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)稀釋制備(bei)0.01、0.02和(he)0.04 mg/mL GO分(fen)(fen)散體(ti)。我(wo)們之前已經(jing)證明，單層(ceng)GO是使用(yong)(yong)相同的(de)(de)材(cai)料和(he)程序通過(guo)(guo)UV獲得的(de)(de)?可見光譜和(he)原子(zi)力(li)顯微鏡（AFM）。6張AFM圖像(xiang)顯示，去角質(zhi)GO的(de)(de)高度約為1 nm，而橫向(xiang)尺(chi)寸高達(da)幾百納米。將(jiang)除DSPA外的(de)(de)每種脂質(zhi)溶解在氯(lv)仿(fang)(fang)中(zhong)(zhong)，以獲得約0.3 mg/mL的(de)(de)濃度。少量(liang)脂質(zhi)：氯(lv)仿(fang)(fang)溶液(ye)（25至45μL）在空氣中(zhong)(zhong)逐滴沉積?水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)或(huo)空氣?GO分(fen)(fen)散（0.01、0.02和(he)0.04 mg/mL）界(jie)面(mian)，使用(yong)(yong)100μL注射器(qi)（Hamilton Co.，Reno，NV）。由于(yu)DSPA不完全溶于(yu)氯(lv)仿(fang)(fang)，因此使用(yong)(yong)氯(lv)仿(fang)(fang)：甲醇：水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)=65:35:8（體(ti)積比）的(de)(de)混合溶劑溶解DSPA。在整個表(biao)(biao)(biao)面(mian)化學測(ce)量(liang)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)，使用(yong)(yong)面(mian)積為5.9 cm×21.1 cm的(de)(de)Kibronμ-槽(cao)S（Kibron Inc.，芬蘭(lan)赫爾(er)(er)辛基）。表(biao)(biao)(biao)面(mian)壓力(li)用(yong)(yong)合金絲探頭監測(ce)，表(biao)(biao)(biao)面(mian)電位用(yong)(yong)開爾(er)(er)文探頭監測(ce)。當(dang)DSEPC參與實驗時，值得注意的(de)(de)是，使用(yong)(yong)一塊干凈的(de)(de)薄玻(bo)璃片覆(fu)蓋兩個特氟隆勢壘的(de)(de)內(nei)表(biao)(biao)(biao)面(mian)，以防止DSEPC和(he)特氟隆勢壘之間(jian)的(de)(de)任何相互作用(yong)(yong)。等待15分(fen)(fen)鐘，蒸發(fa)(fa)揮發(fa)(fa)性(xing)溶劑，使朗繆爾(er)(er)單層(ceng)達(da)到(dao)平衡。為了吸附GO到(dao)脂質(zhi)Langmuir單層(ceng)，在將(jiang)單層(ceng)壓縮到(dao)一定(ding)(ding)的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)壓力(li)后，在單層(ceng)下方注入0.6 mL 1 mg/mL GO分(fen)(fen)散液(ye)，使GO達(da)到(dao)0.02 mg/mL，然后在恒定(ding)(ding)區(qu)域(yu)監測(ce)表(biao)(biao)(biao)面(mian)壓力(li)和(he)表(biao)(biao)(biao)面(mian)電位隨時間(jian)的(de)(de)變化。

朗繆爾?Blodgett（LB）薄(bo)膜(mo)是(shi)通(tong)過(guo)以1 mm/min的恒(heng)定速度從(cong)亞相垂直拉(la)出一塊新切割的V-1級云母片（賓夕法尼亞州哈特菲爾德的電子顯微(wei)(wei)鏡科學公司）獲得的。在成像之前，將轉移的薄(bo)膜(mo)在空(kong)氣(qi)中干(gan)燥幾個小時。原子力顯微(wei)(wei)鏡（AFM）圖像是(shi)使用安(an)捷倫5420 AFM儀器（加利福(fu)尼亞州圣克拉(la)拉(la)）以輕敲模(mo)式(shi)拍(pai)攝(she)的，分辨率為512×512像素。懸臂梁的共振頻(pin)率為～170 kHz，典型力常數為7.5 N/m，無涂層硅(gui)探頭。

結果和討論

表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)壓(ya)力(li)(li)?脂質在空氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)等(deng)溫(wen)(wen)線(xian)(xian)?GO水(shui)分(fen)(fen)散體界面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)。表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)壓(ya)力(li)(li)定義為純水(shui)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)和單(dan)層(ceng)覆蓋表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)之間的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)降低。它描述了空氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)堆積(ji)密(mi)(mi)度?水(shui)或空氣(qi)?水(shui)界面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)。表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)壓(ya)力(li)(li)?面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)等(deng)溫(wen)(wen)線(xian)(xian)是通(tong)過監測表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)壓(ya)力(li)(li)變化與平均(jun)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)在恒(heng)定溫(wen)(wen)度下壓(ya)縮(suo)過程中(zhong)獲得的(de)(de)(de)。當分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)在崩塌前緊(jin)密(mi)(mi)堆積(ji)時(shi)，通(tong)過外推表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)壓(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)線(xian)(xian)性部分(fen)(fen)得到的(de)(de)(de)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)?表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)壓(ya)力(li)(li)為零（如圖(tu)1a中(zhong)的(de)(de)(de)虛線(xian)(xian)所示）的(de)(de)(de)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)等(deng)溫(wen)(wen)線(xian)(xian)（固相或液凝聚相）被稱為極(ji)限分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)。29這一重(zhong)要特征代表(biao)(biao)(biao)了分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)緊(jin)密(mi)(mi)堆積(ji)在單(dan)層(ceng)中(zhong)時(shi)所占的(de)(de)(de)平均(jun)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)。極(ji)限分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)通(tong)常由(you)頭基(ji)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)間相互作用和烷基(ji)鏈的(de)(de)(de)堆積(ji)決(jue)定。30

圖1.表面壓力(li)?脂(zhi)質在空氣中(zhong)的面積等溫線?水或GO分散界(jie)面：（a）帶正(zheng)電(dian)(dian)的DODAB；（b）帶正(zheng)電(dian)(dian)的DSEPC；（c）中(zhong)性(xing)充電(dian)(dian)DSPC；（d）負電(dian)(dian)荷DSPA；（e）帶負電(dian)(dian)的SA。請注意(yi)，在空氣中(zhong)未檢(jian)測到表面壓力(li)?進入分散界(jie)面，不要在界(jie)面上分散脂(zhi)質。帶有每(mei)(mei)個分子軸(zhou)面積的虛線截距表示每(mei)(mei)個分子的極限(xian)面積。

圖1顯示了表面壓力?純水和GO水分散體(ti)亞相（0.01、0.02和0.04 mg/mL GO）上帶正電(dian)(dian)的DODAB（a）和DSEPC（b）、帶中性電(dian)(dian)荷的DSPC（c）、帶負電(dian)(dian)的DSPA（d）和SA（e）的面積等(deng)溫線。

值得注意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，使(shi)用0.01、0.02和(he)0.04 mg/mL GO水分(fen)散(san)體作(zuo)為(wei)亞(ya)(ya)相(xiang)(xiang)，在界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)處未(wei)檢測到(dao)(dao)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)壓(ya)力，而(er)不(bu)(bu)擴散(san)脂(zhi)質(zhi)（數據未(wei)顯示(shi)），這(zhe)表(biao)(biao)明(ming)(ming)本研究中(zhong)(zhong)使(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)GO本身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)活性(xing)不(bu)(bu)足以(yi)影響水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張力。純(chun)水子(zi)(zi)(zi)相(xiang)(xiang)上(shang)帶正電(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)DODAB和(he)DSEPC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)限分(fen)子(zi)(zi)(zi)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)分(fen)別為(wei)73和(he)61?2/分(fen)子(zi)(zi)(zi)，如圖1a、b中(zhong)(zhong)黑色(se)曲(qu)線(xian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)虛線(xian)所(suo)示(shi)。這(zhe)些(xie)數字與之前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究一(yi)致。30?32當這(zhe)兩種(zhong)脂(zhi)質(zhi)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)在空氣中(zhong)(zhong)時?在GO分(fen)散(san)界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)，隨(sui)著(zhu)亞(ya)(ya)相(xiang)(xiang)GO濃度(du)(du)從(cong)0.01增(zeng)加(jia)到(dao)(dao)0.02到(dao)(dao)0.04 mg/mL，可(ke)以(yi)清楚地(di)觀察(cha)到(dao)(dao)極(ji)限分(fen)子(zi)(zi)(zi)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)。此外，隨(sui)著(zhu)GO濃度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)，液體凝聚相(xiang)(xiang)開始于更(geng)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平均分(fen)子(zi)(zi)(zi)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)。這(zhe)一(yi)觀察(cha)表(biao)(biao)明(ming)(ming)，GO可(ke)以(yi)結(jie)合(he)或吸附到(dao)(dao)DODAB和(he)DSEPC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)層(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)，增(zeng)加(jia)平均分(fen)子(zi)(zi)(zi)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)。然而(er)，當沉(chen)積(ji)(ji)(ji)帶中(zhong)(zhong)性(xing)電(dian)(dian)荷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂(zhi)質(zhi)DSPC、帶負(fu)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂(zhi)質(zhi)DSPA和(he)脂(zhi)肪酸SA時，表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)壓(ya)力?流(liu)動分(fen)散(san)時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)等(deng)溫線(xian)幾(ji)乎與純(chun)水子(zi)(zi)(zi)相(xiang)(xiang)上(shang)獲得的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)等(deng)溫線(xian)完(wan)全相(xiang)(xiang)同(tong)，如圖1c所(suo)示(shi)?e、在這(zhe)三種(zhong)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)每種(zhong)情(qing)況下，表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)壓(ya)力在幾(ji)乎相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平均分(fen)子(zi)(zi)(zi)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)下升高，并(bing)(bing)且極(ji)限分(fen)子(zi)(zi)(zi)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)(ji)(ji)也非常相(xiang)(xiang)似，盡(jin)管在亞(ya)(ya)相(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)GO的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)濃度(du)(du)不(bu)(bu)同(tong)。這(zhe)些(xie)觀察(cha)結(jie)果表(biao)(biao)明(ming)(ming)，GO不(bu)(bu)能并(bing)(bing)入或吸附到(dao)(dao)DSPC、DSPA或SA的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)層(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)。界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)和(he)亞(ya)(ya)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)GO的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在對(dui)這(zhe)些(xie)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)層(ceng)(ceng)形成沒(mei)有任(ren)何影響。由于細(xi)胞(bao)膜中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磷(lin)脂(zhi)帶負(fu)電(dian)(dian)荷或中(zhong)(zhong)性(xing)電(dian)(dian)荷，細(xi)胞(bao)可(ke)能將GO攝取(qu)到(dao)(dao)膜中(zhong)(zhong)不(bu)(bu)應(ying)是(shi)由于GO和(he)磷(lin)脂(zhi)之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)接化學相(xiang)(xiang)互作(zuo)用，而(er)是(shi)通過生物過程(cheng)，如內吞作(zuo)用。8,33

圖1清(qing)楚地表明，具有(you)(you)不同電(dian)(dian)(dian)荷的(de)(de)頭(tou)部(bu)(bu)基(ji)(ji)團對脂(zhi)質(zhi)(zhi)和(he)(he)GO之間(jian)的(de)(de)相(xiang)(xiang)互作(zuo)(zuo)用(yong)有(you)(you)著深遠(yuan)的(de)(de)影響。人們認為(wei)疏(shu)(shu)水(shui)(shui)性(xing)尾部(bu)(bu)基(ji)(ji)團不參與(yu)(yu)這(zhe)(zhe)種相(xiang)(xiang)互作(zuo)(zuo)用(yong)。這(zhe)(zhe)是(shi)(shi)因為(wei)18碳疏(shu)(shu)水(shui)(shui)尾應朝向(xiang)疏(shu)(shu)水(shui)(shui)空(kong)(kong)氣相(xiang)(xiang)。即使尾巴(ba)可以與(yu)(yu)GO在(zai)空(kong)(kong)中(zhong)(zhong)接觸?在(zai)沉積后的(de)(de)水(shui)(shui)界面(mian)上，在(zai)壓縮過程中(zhong)(zhong)未(wei)觀察(cha)到對DSPC、DSPA和(he)(he)SA等溫線的(de)(de)提(ti)升面(mian)積或極限分子面(mian)積的(de)(de)影響。特別值得注(zhu)意的(de)(de)是(shi)(shi)，DSEPC、DSPC和(he)(he)DSPA具有(you)(you)完(wan)全相(xiang)(xiang)同的(de)(de)1,2-二硬脂(zhi)酰-sn-甘油基(ji)(ji)團，只是(shi)(shi)與(yu)(yu)頭(tou)部(bu)(bu)基(ji)(ji)團不同，如方案(an)1b所示?d、因此(ci)，控制GO和(he)(he)脂(zhi)質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)互作(zuo)(zuo)用(yong)的(de)(de)因素是(shi)(shi)頭(tou)部(bu)(bu)。帶(dai)正電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)頭(tou)基(ji)(ji)（銨和(he)(he)乙酰膽堿(jian)(jian)）與(yu)(yu)GO帶(dai)負電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)羧基(ji)(ji)具有(you)(you)強大的(de)(de)靜電(dian)(dian)(dian)吸引(yin)力，導致(zhi)GO并入單層。由于不利于靜電(dian)(dian)(dian)相(xiang)(xiang)互作(zuo)(zuo)用(yong)，帶(dai)中(zhong)(zhong)性(xing)電(dian)(dian)(dian)荷的(de)(de)頭(tou)基(ji)(ji)（磷酸膽堿(jian)(jian)）或帶(dai)負電(dian)(dian)(dian)荷的(de)(de)頭(tou)基(ji)(ji)（磷酸和(he)(he)羧基(ji)(ji)）不吸附GO。此(ci)外，這(zhe)(zhe)些帶(dai)中(zhong)(zhong)性(xing)電(dian)(dian)(dian)荷和(he)(he)帶(dai)負電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)頭(tou)群似乎可以將圍棋從空(kong)(kong)中(zhong)(zhong)擊退?GO色散(san)(san)界面(mian)。這(zhe)(zhe)解釋了為(wei)什(shen)么這(zhe)(zhe)些脂(zhi)質(zhi)(zhi)在(zai)GO分散(san)(san)上的(de)(de)等溫線與(yu)(yu)在(zai)純水(shui)(shui)亞相(xiang)(xiang)上的(de)(de)等溫線幾乎完(wan)全相(xiang)(xiang)同。因此(ci)，我們將在(zai)下面(mian)的(de)(de)討(tao)論中(zhong)(zhong)重點討(tao)論GO和(he)(he)DODAB以及DSEPC之間(jian)的(de)(de)相(xiang)(xiang)互作(zuo)(zuo)用(yong)。