石墨烯及其納米尺寸的小兄弟納米石墨烯因其卓越的光電特性而聞名。然而，生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用受到材料不溶性的阻礙，特別是在水中。日本科學(xué)家團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已引入取代的“翹曲納米石墨烯”，它可溶于多種溶劑，同時(shí)保持其光物理特性。作者在AngewandteChemie的出版物中也強(qiáng)調(diào)了其在照射時(shí)選擇性殺死細(xì)胞的光動(dòng)力學(xué)潛力。

Nanographene具有石墨烯的六方碳晶格，但僅有幾個(gè)具有可調(diào)電子特性的碳環(huán)組成。阻礙光電器件或生物醫(yī)學(xué)廣泛應(yīng)用的一大問(wèn)題是其不可溶性。因此，為了抑制堆疊和聚集，已經(jīng)合成了具有彎曲結(jié)構(gòu)的新型納米石墨烯，即所謂的翹曲納米石墨烯。日本名古屋大學(xué)的KenichiroItami和他的同事現(xiàn)在已經(jīng)找到了一種方法來(lái)進(jìn)一步提供翹曲的納米石墨烯，以獲得完全可溶的兩親產(chǎn)品。新結(jié)構(gòu)具有生物相容性，但在照射后會(huì)殺死宿主細(xì)胞。作者認(rèn)為，這種有效的光敏化行為可能會(huì)激發(fā)未來(lái)光動(dòng)力癌癥治療的研究。

自2004年發(fā)現(xiàn)石墨烯作為一種有趣的單層碳改性以來(lái)，石墨烯類(lèi)材料的溶解性差一直被認(rèn)為是有問(wèn)題的。為了提高溶解度，伊丹和他的同事開(kāi)發(fā)了翹曲的納米石墨烯分子在芳香結(jié)構(gòu)的外緣具有化學(xué)取代基。通過(guò)相對(duì)簡(jiǎn)單和有效的硼酸化策略引入取代基。一旦分子被硼酸化，硼取代基可以被其他取代基取代，在這種情況下，被具有高度可溶的四（乙二醇）鏈（TEG）的芳族分子取代。兩次應(yīng)用這種替代替代策略，科學(xué)家們完成了一種翹曲的，即彎曲的納米石墨烯分子的合成，該分子在包括水在內(nèi)的各種溶劑中都是穩(wěn)定的。激光激發(fā)后，它呈現(xiàn)出綠色熒光。

該熒光指向生物學(xué)中的應(yīng)用，例如，作為生物成像中的染料?？茖W(xué)家們報(bào)告說(shuō)，進(jìn)一步的應(yīng)用是出乎意料的。在激發(fā)后，該分子對(duì)細(xì)胞無(wú)害，殺死人HeLa細(xì)胞系的細(xì)胞群幾乎達(dá)到100％。作者提出：“雖然機(jī)制尚不清楚，但[可溶性翹曲納米石墨烯]的單線(xiàn)態(tài)氧生成效率相對(duì)較高，可能導(dǎo)致其HeLa細(xì)胞死亡。”因此，可以假設(shè)類(lèi)似于染料敏化和活性氧物質(zhì)產(chǎn)生的機(jī)制。

這些第二代納米筆記本結(jié)合了石墨烯的顯著光電特性和生物相容性。他們很可能在生物成像，光動(dòng)力療法和類(lèi)似應(yīng)用中扮演未來(lái)的角色。