新型纳米材料石墨烯的体内示踪和安全性研究

石墨烯是继碳纳米管后碳纳米材料家族的新成员，具有优异的物化性质，在电子器件、材料、能源、生物等各个领域都有潜在的广泛应用，是当前国际上最受关注的一种新材料。目前的研究集中在物化性质和应用，石墨烯生物效应和安全性的知识匮乏。纳米材料生物安全性研究是纳米技术持续健康发展的基础，目前研究表明纳米生物效应和安全性需要针对每种材料逐个（case by case）研究，尚无普适的结论。因此，石墨烯的生物分布和生物效应研究势在必行。在申请人前期研究的基础上，本课题拟利用放射性和稳定同位素标记，研究石墨烯及其重要衍生物氧化石墨烯的生物分布和体内去向，并在细胞和动物水平上开展石墨烯的生物效应研究（即细胞毒性和机理研究，呼吸、经口和静脉注射暴露方式对模型动物的毒性），目标是建立石墨烯体内示踪技术，初步揭示石墨烯在生物体内的分布、生物效应及作用机理，为石墨烯的安全性评估提供重要数据和支持。

石墨烯是继碳纳米管后碳纳米材料家族的新成员，具有优异的物化性质，在电子器件、材料、能源、生物等各个领域都有潜在的广泛应用，是当前国际上最受关注的一种新材料。目前的研究集中在物化性质和应用，石墨烯生物效应和安全性的知识匮乏。因此，石墨烯的生物分布和生物效应研究势在必行。本项目在合成不同尺寸的氧化石墨烯的基础上，在细胞层面上详细研究了石墨烯尺寸、浓度以及共存化学物质存在等对其细胞毒性的影响，探讨了细胞毒性的机制；在动物水平上，利用放射性标记和各种生化方法，研究了不同途径的氧化石墨烯的生物分布、体内去向和引起的毒性作用，并研究了石墨烯尺寸、剂量、给药频次等对生物分布和毒性的影响。研究发现氧化石墨烯生物相容性良好，但在高剂量下有明显的毒性，其物化性质，暴露剂量及方式，共存物质等是影响其毒性的重要因素。研究结果为石墨烯的安全性评价提供了重要数据和支持。部分研究结果发表后，引起广泛关注，入选杂志的Top25 Hottest Papers，其中一篇文章入选“2011年中国百篇最具影响国际学术论文”。