*A teljes dokumentáció:
http://phys.chem.elte.hu/test/szakdolik/2015/2015_JuhaszZsofia_KemiaBSc.pdf
Bevezetés:
1.
A grafén a nanotechnológia egyik legígéretesebb anyaga, a szén egyik különleges
allotróp módosulata: egyetlen atomnyi vastagságú, sp2 hibridizációjú, egymással
szabályos hatszögeket formáló szénatomok hálóját jelenti, azaz egyetlen atom vastagságú
grafit1. Népszerűségét rendhagyó tulajdonságainak köszönheti, melyeket a tudomány
számos területén igyekeznek kamatoztatni, gyakorlati alkalmazásokban felhasználni2,3,4;
rendkívül szilárd, ugyanakkor nagyon rugalmas, könnyű, kiváló elektromos vezető,
áttetsző, stb.
2.
Napjainkban egyre több kutatócsoport dolgozik nap mint nap
grafénnel, sőt a grafén már megjelent prototípus mobiltelefonokban is5. A jelenlegi,
szilícium-alapú elektronikai eszközök kialakításában már a közeljövőben rendkívül
fontos szerepet tölthet be az anyag, ugyanis a jelenkori számítógépek fejlesztésének gátat
szab az, hogy a szilíciumból készült alkatrészek már nem kicsinyíthetők tovább,
grafénnel viszont ez megoldható.
grafénnel, sőt a grafén már megjelent prototípus mobiltelefonokban is5. A jelenlegi,
szilícium-alapú elektronikai eszközök kialakításában már a közeljövőben rendkívül
fontos szerepet tölthet be az anyag, ugyanis a jelenkori számítógépek fejlesztésének gátat
szab az, hogy a szilíciumból készült alkatrészek már nem kicsinyíthetők tovább,
grafénnel viszont ez megoldható.
3.
Az irodalomban ellentmondó állításokat fogalmaznak meg a grafén (és általában a
nanoszenek) élő anyagra gyakorolt hatásáról6
Bár találunk néhány cikket a
szakirodalomban, melyek a grafén egyes sejtcsoportokra, sejttípusokra vonatkozó hatásait
vizsgálják 6,7,8,9, még nem tudjuk pontosan, hogyan hat ez az anyag az emberi szervezetre,
az emberi sejtekre. Ez több szempontból is nagyon fontos információ lenne: egyrészt a
kutatók közvetlenül érintkeznek vele (bőrfelületen keresztül vagy belélegezve), másrészt
a biológiai felhasználása is releváns lehet; alkalmazható-e célzott gyógyszerbeviteli
eljárásoknál, bioszenzorként, esetleg a rákkutatásban, vagy más betegség gyógyítására?
További indoka a jelen munkának, hogy amennyiben a grafén-szerű anyagok
megjelennek fogyasztói tömegtermékekben, mint például a mobil kommunikációs
eszközök, esetleg ezek „viselhető” változatai, akkor nem csak a kutatók, hanem a
fogyasztók is közvetlen kapcsolatba kerülnek az anyaggal.
szakirodalomban, melyek a grafén egyes sejtcsoportokra, sejttípusokra vonatkozó hatásait
vizsgálják 6,7,8,9, még nem tudjuk pontosan, hogyan hat ez az anyag az emberi szervezetre,
az emberi sejtekre. Ez több szempontból is nagyon fontos információ lenne: egyrészt a
kutatók közvetlenül érintkeznek vele (bőrfelületen keresztül vagy belélegezve), másrészt
a biológiai felhasználása is releváns lehet; alkalmazható-e célzott gyógyszerbeviteli
eljárásoknál, bioszenzorként, esetleg a rákkutatásban, vagy más betegség gyógyítására?
További indoka a jelen munkának, hogy amennyiben a grafén-szerű anyagok
megjelennek fogyasztói tömegtermékekben, mint például a mobil kommunikációs
eszközök, esetleg ezek „viselhető” változatai, akkor nem csak a kutatók, hanem a
fogyasztók is közvetlen kapcsolatba kerülnek az anyaggal.
A kutatás során fontos volt, hogy a grafént és grafén-szerű anyagokat folyadékban
szuszpendálva állítsuk elő, hogy azután – imitálva a természetes úton történő felvételt – a
sejtek tápoldatához adagolva az oldatot vizsgálhassuk, hogy azok milyen mértékben
veszik fel „önszántukból” a részecskéket, illetve a sejten belül hová kerülnek, és ott
milyen hatásokat váltanak ki.
szuszpendálva állítsuk elő, hogy azután – imitálva a természetes úton történő felvételt – a
sejtek tápoldatához adagolva az oldatot vizsgálhassuk, hogy azok milyen mértékben
veszik fel „önszántukból” a részecskéket, illetve a sejten belül hová kerülnek, és ott
milyen hatásokat váltanak ki.
A széntartalmú szuszpenziók jellemzésre többféle mérést alkalmaztunk, hogy
morfológiailag jól körülírjuk a szuszpenzió szilárdanyag-tartalmát. Az egyes módszerek a
következők: optikai mikroszkópia, konfokális Raman spektroszkópia, atomerő-
mikroszkópia (AFM), pásztázó elektronmikroszkópia (SEM), illetve transzmissziós
elektronmikroszkópia (TEM). A módszerek alapvető különbözősége miatt az információ
sokrétű, bár nem alkalmaztunk minden mérési eljárást minden mintán. Ennek oka
egyrészt a keletkezett minták nagy száma – a Si/SiO2 lapkákra (hordozó; vékony SiO2-
réteggel bevont Si) felvitt nanoszenes minták száma 40 feletti –, másrészt, ha az egyik
módszer alapján megállapítható volt az exfoliálási eljárás kismértékű hatékonysága,
akkor többnyire nem vizsgáltuk más úton az adott mintát.
morfológiailag jól körülírjuk a szuszpenzió szilárdanyag-tartalmát. Az egyes módszerek a
következők: optikai mikroszkópia, konfokális Raman spektroszkópia, atomerő-
mikroszkópia (AFM), pásztázó elektronmikroszkópia (SEM), illetve transzmissziós
elektronmikroszkópia (TEM). A módszerek alapvető különbözősége miatt az információ
sokrétű, bár nem alkalmaztunk minden mérési eljárást minden mintán. Ennek oka
egyrészt a keletkezett minták nagy száma – a Si/SiO2 lapkákra (hordozó; vékony SiO2-
réteggel bevont Si) felvitt nanoszenes minták száma 40 feletti –, másrészt, ha az egyik
módszer alapján megállapítható volt az exfoliálási eljárás kismértékű hatékonysága,
akkor többnyire nem vizsgáltuk más úton az adott mintát.
Az így kapott eredmények alapján kiválasztjuk a legmegfelelőbb szuszpenziót,
melyből a sejtek tápoldatához adagolhatunk. A vizsgált sejtvonal a HeLa10, amely a
legrégebben és legáltalánosabban használt tenyésztett, és laboratóriumi körülmények
között folyamatosan fenntartott sejtek vonala. A sejttípust a mai, modern humán sejtes
kutatások szempontjából is meghatározó jelentőségű kísérletekben használták és
használják fel.
Az adagolást követően ugyancsak Raman spektroszkópia segítségével állapítható meg
az, hogy a teljes hozzáadott grafit / grafén mennyiségből milyen és mekkora részecskéket
vesznek fel a sejtek az oldatból, vagyis milyen affinitást mutatnak a nanoszenek felvétele
felé, továbbá, hogy átjutva a sejtfalon pontosan hova kerül a szén; a citoplazmában marad
vagy bekerül a sejtmagba?
az, hogy a teljes hozzáadott grafit / grafén mennyiségből milyen és mekkora részecskéket
vesznek fel a sejtek az oldatból, vagyis milyen affinitást mutatnak a nanoszenek felvétele
felé, továbbá, hogy átjutva a sejtfalon pontosan hova kerül a szén; a citoplazmában marad
vagy bekerül a sejtmagba?
Folytatás ábrákkal / Forrás:
*
Kapcsolódó cikkek:
Hivatalos orvosi tanulmány és nem “konteó” – Dr. Michael Roth : A grafén-oxid és a COVID-19 közötti kapcsolat. Átvitel és kiküszöbölés:
&
Olcsó módszert dolgozott ki a Carnegie Egyetem az emberi sejtek fénnyel való irányítására:
&
A Graphene önkötése a szén nanocsövek felületén:
https://hu.ovalengineering.com/self-assembly-graphene-carbon-nanotube-surfaces-781438
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése