石墨烯-金纳米复合材料的制备及其在SERS成像和肿瘤热化疗的应用的任务书.docx

石墨烯-金纳米复合材料的制备及其在SERS成像和肿瘤热化疗的应用的任务书
任务书
一、选题背景
石墨烯是由碳原子构成的二维薄膜材料，拥有极高的导电性、热导性、机械强度和化学稳定性等优异性能。同时，石墨烯与金纳米粒子等材料的复合可以形成新的材料性质，例如表面增强拉曼散射（SERS）等应用，这在分析化学、生物医学等领域具有潜在的应用前景。
肿瘤热化疗是一种通过提高肿瘤区域的温度来杀死肿瘤细胞的治疗方式，其中聚丙烯酰胺凝胶是一种适用于局部治疗的温度敏感材料。石墨烯-金纳米复合材料的引入可以增加温度敏感性，从而提高celadrin凝胶在肿瘤热化疗中的治疗效果。
二、研究内容
本次研究将主要聚焦于石墨烯-金纳米复合材料的制备、SERS成像和肿瘤热化疗等方面。
（1）石墨烯-金纳米复合材料制备
将石墨烯与金纳米粒子复合，研究不同方法及不同材料比例对材料表面形貌和结构的影响。
（2）SERS成像
探索石墨烯-金纳米复合材料在SERS成像中的应用，对不同材料比例下样品的SERS性能进行分析和比较。
（3）肿瘤热化疗
结合聚丙烯酰胺凝胶，研究石墨烯-金纳米复合材料在肿瘤热化疗中的应用，分析不同组合下的治疗效果及其可行性。
三、研究方法与步骤
（1）石墨烯-金纳米复合材料制备
方法：共沉淀法、还原法等
步骤：
1.制备石墨烯，利用氧化法、还原法或机械剥离法等方法制备石墨烯。
2.制备金纳米粒子，采用还原法、激光还原法、电化学方法等等。
3.将石墨烯和金纳米粒子进行复合，控制比例，得到石墨烯-金纳米复合材料。
（2）SERS成像
方法：激光共聚焦显微镜（CLSM）、常规显微镜等
步骤：
1.制备符合要求的SERS样品。
2.采用激光共聚焦显微镜对样品进行成像。
3.分析不同条件下，样品的SERS属性和成像效果。
（3）肿瘤热化疗
方法：体外细胞实验
步骤：
在细胞培养基中选取不同条件下的样品，对细胞进行培养。
1.对比分析不同条件下，细胞的存活率及其他药理剂量的效果。
2.分析不同条件下的同时对细胞进行SERS成像，研究其成像效果。
3.其它实验步骤与技术可根据实际情况进一步设计。
四、研究意义和预期结果
本次研究有三方面的意义：
（1）对石墨烯-金纳米复合材料的制备方法和应用进行研究，探索其在SERS成像中的应用前景。
（2）开展石墨烯-金纳米复合材料在肿瘤热化疗中的应用研究，拓宽这种材料在药物递送和癌症治疗领域的应用范畴。
（3）对实际问题进行探索，推动材料学、化学、生物学等学科领域的科学研究和产业应用。
预期结果：
（1）制备出表面光滑、复合度合适的石墨烯-金纳米复合材料。
（2）石墨烯-金纳米复合材料在SERS成像中呈现出优异的表现，并为未来细胞成像研究提供新的思路。
（3）探索聚丙烯酰胺凝胶和石墨烯-金纳米复合材料在肿瘤热化疗中的组合应用，并且可以预见在未来研究中会扩展开来其他药物的应用，具有应用前景。
五、研究进度安排
时间节点|立项|设计计划|准备材料|实验操作|数据分析|结论撰写|论文撰写
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2021年3月|√|√|√|||
2021年4月||√||√||
2021年5月||||√|√|
2021年6月||||√|√|√
2021年7月|||||√|√
2021年8月|||||√|√
2021年9月||||||√
六、参考文献
1.ZhangM,LiuX,SongY,etal.Goldnanoparticle-decoratedgrapheneoxidenanoribbonsanditsapplicationsinSERSbiosensing[J].Talanta,2016,160:173-180.
2.GuoW,LinX,WangH,etal.Self-assemblyofreducedgrapheneoxide-AuNPsontocarbonfibersasaflexibleandhighlysensitiveSERSsubstrate[J].JournalofMaterialsScience,2017,52(6):3202-3213.
3.LiuL,QuH,WeiQ,etal.Chitosanmodifiedgrapheneoxide/goldnanoparticlescompositeforpHresponsivedrugdeliveryandsurface-enhancedRamanscattering[J].RSCAdvances,2017,7(8):4464-4471.