很多药物因其溶解性较差而不能使用传统的制剂和常规的给药途径,因此开发出新型的、具有生物相容性的纳米制剂有可能解决这一问题。氧化石墨烯(Graphene Oxide, GeneO)因其具有大的比表面积、极高的载药量、良好的亲水性和力学性能,受到各界研究者的广泛关注。近年来,随着对氧化石墨烯研究的深入,关于氧化石墨烯的功能化改性与开发也成为研究热点,氧化石墨烯的表面化学组成对材料的亲水性、力学性能、生物学性能以及新型纳米载体的制备均有很大的影响。在氧化石墨烯表面键接不同功能的有机改性剂,能赋予其独特的性能,且其表面有机官能团含量的多少也对氧化石墨烯的后续的进一步应用有很大影响。近年来,高分子材料越来越广泛地应用于药物释放载体。在高分子药物缓释体系中,可利用不同大小的纳米粒子在人体内分布的特异性,以及不被免疫系统识别的生物相容性,将其作为药物载体,可实现靶向输送、缓释给药,用最小药物剂量发挥最大疗效并使副作用降低到最小。聚酯类化合物如聚丙烯酸酯、聚丙交酯、聚乙交酯、聚己内酯和它们的共聚物由于具有卓越的生物相容性和生物降解性等性能,已广泛应用于控释、缓释及靶向药物制剂以及其他生物医用领域。本论文通过对氧化石墨烯表面功能化修饰和改性,达到提高材料生物相容性的目的；再将其与丙烯酸反应,设计构建出具有不同形貌和粒径的、具有pH刺激响应的、新颖的药物输送体系。本论文利用不同的有机改性剂对氧化石墨烯进行功能化改性,得到了三种亲水性不同的改性氧化石墨烯,并对合成的三种改性氧化石墨烯材料进行了结构表征、生物学性能表征(抑菌性能表征、血液相容性表征)和体外细胞毒性测试等。首先利用氯乙酸对氧化石墨烯表面进行羧基化改性,通过FTIR、XRD、TG、Raman等测试表明合成了羧基化氧化石墨烯(GeneO-CH2-COOH),通过羧基含量和静态接触角测试等分析实验表明：改变氧化石墨烯与氯乙酸的比例,可制备出具有不同羧基含量的氧化石墨烯,且随着氯乙酸含量的增大,其接枝密度以及羧基含量增大,亲水性逐步提高。对合成的GeneO-CH2-COOH的抑菌性能、血液相容性与体外细胞毒性等进行了研究,实验表明,GeneO-CH2-COOH对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌均有一定的的抑菌性能；材料的血液相容性测试表明材料具有良好的血液相容性；材料的体外细胞毒性实验表明材料体外细胞毒性为0级和1级。由于氯乙酸是一种具有毒性的试剂,在应用中受到一定的限制,因此本论文首次采用自由基引发剂-偶氮二异丁腈(AIBN)对氧化石墨烯进行功能化改性,通过FT-IR、XRD、TG、Ramen等测试手段对羧基化氧化石墨烯(GeneO-C(CH3)2-COOH)的结构进行了表征。通过改变GeneO与AIBN的配料比,可以可控合成GeneO-C(CH3)2-COOH,当GeneO与AIBN的质量比为1：50时,其羧基含量可以达到7.7mmol/g,并且随着AIBN的增大,其接枝密度以及羧基含量逐步增加、亲水性逐步提高。对合成的GeneO-C(CH3)2-COOH,研究了其生物学性能与体外细胞毒性,实验表明,GeneO-C(CH3)2-COOH与GeneO-CH2-COOH相比,对大肠杆菌的抑菌性能有所提高,但对金黄色葡萄球菌的抑菌性能下降；材料的血液相容性测试表明材料具有良好的血液相容性；GeneO-C(CH3)2-COOH的体外细胞毒性实验表明材料在短期接触无细胞毒性(为0级)。研究结果表明GeneO-C(CH3)2-COOH比GeneO-CH2-COOH生物相容性有了进一步的提高。为了进一步提高氧化石墨烯的亲水／疏水性能,我们在氧化石墨烯表面接枝油酸(Oleic acid)分子,通过对油酸链段上的双键的过氧化,然后开环反应接枝高密度的聚乙二醇分子,合成了新型的、具有两亲结构的改性氧化石墨烯(GeneO-Oleic acid-PEG),通过FT-IR.XRD.TEM.Raman.粒径分析与Zeta电位等测试手段对GeneO-Oleic acid-PEG的结构进行了表征。研究结果表明,当GeneO与Oleic acid的质量配比为1：50,PEG与GeneO-Oleic acid的质量比为15：2,形成以改性氧化石墨烯为核、PEG为壳层的GeneO-Oleic acid-PEG核壳微粒。研究了GeneO-Oleic acid-PEG的生物学性能以及体外细胞毒性。实验表明,GeneO-Oleic acid-PEG与GeneO-C(CH3)2-COOH相比,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌性能进一步提升；材料的血液相容性测试表明材料具有良好的血液相容性；材料的体外细胞毒性实验表明材料在短期接触无细胞毒性。研究结果表明GeneO-Oleic acid-PEG比GeneO-C(CH3)2-COOH具有更好的生物相容性。在上述研究的基础上,将具有良好生物相容性的改性氧化石墨烯(GeneO-CH2-COOH.GeneO-C(CH3)2-COOH与GeneO-Oleic acid-PEG)与丙烯酸反应,制备了三种新型的高分子纳米载体(PAA/GeneO-CH2-COOH PAA/GeneO-C(CH3)2-COOH和PAA/GeneO-Oleic acid-PEG).利用粒径分析、Zeta电位和透射电子显微镜,研究其在不同的pH条件下的自组装行为。实验发现,GeneO-CH2.COOH.GeneO-C(CH3)2-COOH和GeneO-Oleic acid-PEG与丙烯酸在不同pH的溶液中合成产物的粒径及形貌不同。其中GeneO-CH2-COOH和GeneO-C(CH3)2-COOH在不同pH中与丙烯酸合成的产物粒径可随着pH的增大而减小(分别为4110nm～75nm,7230nm～515nm)；GeneO-Oleic acid-PEG与丙烯酸在不同pH的溶液中合成产物的粒径随着溶液pH的增大而增大(100nm～1110nm)；同时,这三种材料合成的粒径变化也与TEM测试结果相一致。通过本论文研究表明,合成的三种改性氧化石墨烯其生物相容性GeneO-Oleic acid-PEG>GeneO-C(CH3)2-COOH>GeneO-CH2-COOH,与其亲水性和接枝密度成正比；其对大肠杆菌的抑菌性能GeneO-Oleic acid-PEG> GeneO-C(CH3)2-COOH>GeneO-CH2-COOH,对金黄色葡萄球菌的抑菌性能GeneO-Oleic acid-PEG>GeneO-CH2-COOH>GeneO-C(CH3)2-COOH;改性氧化石墨烯能均能增强对HEK293细胞的粘附和增殖,在生物应用领域具有潜在应用；利用三种氧化石墨烯改性材料合成的PAA/改性氧化石墨烯纳米复合物,在不同的pH条件下具有自组装功能,GeneO-CH2-COOH、GeneO-C(CH3)2-COOH和GeneO-Oleic acid-PEG与丙烯酸在不同pH的溶液中合成产物的粒径及形貌不同,在药物载体或pH刺激响应药物载体具有潜在应用。