Kurzaufsatz
Graphen: sicher oder toxisch?
Prof. Alberto Bianco,
Corresponding Author
Prof. Alberto Bianco
CNRS, Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Laboratoire d'Immunopathologie et Chimie Thérapeutique, 15 Rue René Descartes, 67084 Strasbourg (Frankreich)
CNRS, Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Laboratoire d'Immunopathologie et Chimie Thérapeutique, 15 Rue René Descartes, 67084 Strasbourg (Frankreich)Search for more papers by this authorProf. Alberto Bianco,
Corresponding Author
Prof. Alberto Bianco
CNRS, Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Laboratoire d'Immunopathologie et Chimie Thérapeutique, 15 Rue René Descartes, 67084 Strasbourg (Frankreich)
CNRS, Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Laboratoire d'Immunopathologie et Chimie Thérapeutique, 15 Rue René Descartes, 67084 Strasbourg (Frankreich)Search for more papers by this authorAbstract
Graphen wird als bahnbrechendes Material der Zukunft angesehen. Für seine weitere Entwicklung ist nun die Beurteilung des Sicherheitsprofils und des Einflusses auf die menschliche Gesundheit von größter Bedeutung. Graphen gehört zu einer größeren Familie von Nanomaterialien, die als Graphenfamilie (“graphene family nanomaterials” GFNs) bezeichnet wird. Es sind verschiedene Formen von Graphen bekannt, deren biologische Wirkungen mit den physikalisch-chemischen Eigenschaften der jeweiligen Strukturen korreliert werden müssen. Einige In-vitro- und In-vivo-Studien zeigten keine besonderen Risiken auf, während andere auf mögliche gesundheitsgefährdende Eigenschaften von GFNs hinweisen. Dieser Kurzaufsatz soll die aktuellen Studien über die Toxizität von GFNs kritisch diskutieren, um die möglichen Risiken für ihre zukünftige Entwicklung in den Material- und Biowissenschaften abzuschätzen.
References
- 1K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A. A. Firsov, Science 2004, 306, 666–669.
- 2
- 2aX. Huang, Z. Yin, S. Wu, X. Qi, Q. He, Q. Zhang, Q. Yan, F. Boey, H. Zhang, Small 2011, 7, 1876–1902;
- 2bX. Huang, X. Qi, F. Boey, H. Zhang, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 666–686.
- 3K. P. Loh, Q. Bao, G. Eda, M. Chhowalla, Nat. Chem. 2010, 2, 1015–1024.
- 4Y. Cui, S. N. Kim, R. R. Naik, M. C. McAlpine, Acc. Chem. Res. 2012, 45, 696–704.
- 5C. Li, J. Adamcik, R. Mezzenga, Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 421–427.
- 6Z. Liu, J. T. Robinson, X. M. Sun, H. J. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10876–10877.
- 7K. S. Novoselov, V. I. Fal’ko, L. Colombo, P. R. Gellert, M. G. Schwab, K. Kim, Nature 2012, 490, 192–200.
- 8Y. Zhang, T. R. Nayak, H. Hong, W. Cai, Nanoscale 2012, 4, 3833–3842.
- 9
- 9aH. Shen, L. Zhang, M. Liu, Z. Zhang, Theranostics 2012, 2, 283–294;
- 9bK. Yang, Y. Li, X. Tan, R. Peng, Z. Liu, Small 2013, DOI: ;
- 9cK. Yang, L. Feng, X. Shi, Z. Liu, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 530–547.
- 10L. Feng, Z. Liu, Nanomedicine 2011, 6, 317–324.
- 11V. C. Sanchez, A. Jachak, R. H. Hurt, A. B. Kane, Chem. Res. Toxicol. 2012, 25, 15–34.
- 12L. Yan, F. Zhao, S. Li, Z. Hu, Y. Zhao, Nanoscale 2011, 3, 362–382.
- 13C. Bussy, H. Ali-Boucetta, K. Kostarelos, Acc. Chem. Res. 2013, 46, 692–701.
- 14A. M. Jastrzębska, P. Kurtycz, A. R. Olszyna, J. Nanopart. Res. 2012, 14, 1320–1328.
- 15K. Kostarelos, A. Bianco, M. Prato, Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 627–633.
- 16G. P. Kotchey, B. L. Allen, H. Vedala, N. Yanamala, A. A. Kapralov, Y. Y. Tyurina, J. Klein-Seetharaman, V. E. Kagan, A. Star, ACS Nano 2011, 5, 2098–2108.
- 17
- 17aW. S. Hummers Jr., R. E. Offeman, J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 1339–1339;
- 17bL. J. Cote, R. Cruz-Silva, J. Huang, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 11027–11032.
- 18A. Dimiev, D. V. Kosynkin, L. B. Alemany, P. Chaguine, J. M. Tour, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2815–2822.
- 19K. P. Loh, Q. Bao, P. K. Ang, J. Yang, J. Mater. Chem. 2010, 20, 2277–2289.
- 20A. Schinwald, F. A. Murphy, A. Jones, W. MacNee, K. Donaldson, ACS Nano 2012, 6, 736–746.
- 21Y. Zhang, S. F. Ali, E. Dervishi, Y. Xu, Z. Li, D. Casciano, A. S. Biris, ACS Nano 2010, 4, 3181–3186.
- 22A. Sasidharan, L. S. Panchakarla, P. Chandran, D. Menon, S. Nair, C. N. Rao, M. Koyakutty, Nanoscale 2011, 3, 2461–2464.
- 23M.-C. Matesanz, M. Vila, M.-J. Feito, J. Linares, G. Gonçalves, M. Vallet-Regi, P.-A. A. P. Marques, M.-T. Portolés, Biomaterials 2013, 34, 1562–1569.
- 24M. Lv, Y. Zhang, L. Liang, M. Wei, W. Hu, X. Li, Q. Huang, Nanoscale 2012, 4, 3861–3866.
- 25N. V. Vallabani, S. Mittal, R. K. Shukla, A. K. Pandey, S. R. Dhakate, R. Pasricha, A. Dhawan, J. Biomed. Nanotechnol. 2011, 7, 106–107.
- 26S. M. Chowdhury, G. Lalwani, K. Zhang, J. Y. Yang, K. Neville, B. Sitharaman, Biomaterials 2013, 34, 283–293.
- 27L. Yan, Y. Wang, X. Xu, C. Zeng, J. Hou, M. Lin, J. Xu, F. Sun, X. Huang, L. Dai, F. Lu, Y. Liu, Chem. Res. Toxicol. 2012, 25, 1265–1270.
- 28H. Yue, W. Wei, Z. Yue, B. Wang, N. Luo, Y. Gao, D. Ma, G. Ma, Z. Su, Biomaterials 2012, 33, 4013–4021.
- 29Q. Mu, G. Su, L. Li, B. O. Gilbertson, L. H. Yu, Q. Zhang, Y.-P. Sun, B. Yan, ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 2259–2266.
- 30Y. Li, Y. Liu, Y. Fu, T. Wei, L. Le Guyader, G. Gao, R.-S. Liu, Y.-Z. Chang, C. Chen, Biomaterials 2012, 33, 402–411.
- 31G.-Y. Chen, H.-J. Yang, C.-H. Lu, Y.-C. Chao, S.-M. Hwang, C.-L. Chen, K.-W. Lo, L.-Y. Sung, W.-Y. Luo, H.-Y. Tuan, Y.-C. Hu, Biomaterials 2012, 33, 6559–6569.
- 32A. V. Tkach, N. Yanamala, S. Stanley, M. R. Shurin, G. V. Shurin, E. R. Kisin, A. R. Murray, S. Pareso, T. Khaliullin, G. P. Kotchey, V. Castranova, S. Mathur, B. Fadeel, A. Star, V. E. Kagan, A. A. Shvedova, Small 2013, DOI: .
- 33A. Sasidharan, L. S. Panchakarla, A. R. Sadanandan, A. Ashokan, P. Chandran, C. M. Girish, D. Menon, S. V. Nair, C. N. Rao, M. Koyakutty, Small 2012, 8, 1251–1263.
- 34K. H. Liao, Y. S. Lin, C. W. Macosko, C. L. Haynes, ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 2607–2615.
- 35S. K. Singh, M. K. Singh, M. K. Nayak, S. Kumari, S. Shrivastava, J. J. A. Grácio, D. Dash, ACS Nano 2011, 5, 4987–4996.
- 36S. K. Singh, M. K. Singh, P. P. Kulkarni, V. K. Sonkar, J. J. Grácio, D. Dash, ACS Nano 2012, 6, 2731–2740.
- 37J. Yuan, H. Gao, C. B. Ching, Toxicol. Lett. 2011, 207, 213–221.
- 38J. Yuan, H. Gao, J. Sui, H. Duan, W. N. Chen, C. B. Ching, Toxicol. Sci. 2012, 126, 149–161.
- 39K. Wang, J. Ruan, H. Song, J. Zhang, Y. Wo, S. Guo, D. Cui, Nanoscale Res. Lett. 2011, 6, 1–8.
- 40M. Wojtoniszak, X. Chen, R. J. Kalenczuk, A. Wajda, J. Łapczuk, M. Kurzewski, M. Drozdzik, P. K. Chu, E. Borowiak-Palen, Colloids Surf. B 2012, 89, 79–85.
- 41W. Hu, C. Peng, W. Luo, M. Lv, X. Li, D. Li, Q. Huang, C. Fan, ACS Nano 2010, 4, 4317–4323.
- 42Y. Chang, S. T. Yang, J. H. Liu, E. Dong, Y. Wang, A. Cao, Y. Liu, H. Wang, Toxicol. Lett. 2011, 200, 201–210.
- 43H. Ali-Boucetta, D. Bitounis, R. Raveendran-Nair, A. Servant, J. Van den Bossche, K. Kostarelos, Adv. Healthcare Mater. 2013, 2, 443–441.
- 44X. Sun, Z. Liu, K. Welsher, J. T. Robinson, A. Goodwin, S. Zaric, H. Dai, Nano Res. 2008, 1, 203–212.
- 45S. Zhang, K. Yang, L. Feng, Z. Liu, Carbon 2011, 49, 4040–4049.
- 46X. Zhang, J. Yin, C. Peng, W. Hu, Z. Zhu, W. Li, C. Fan, Q. Huang, Carbon 2011, 49, 986–995.
- 47M. C. Duch, G. R. Budinger, Y. T. Liang, S. Soberanes, D. Urich, S. E. Chiarella, L. A. Campochiaro, A. Gonzalez, N. S. Chandel, M. C. Hersam, G. M. Mutlu, Nano Lett. 2011, 11, 5201–5207.
- 48F. A. Murphy, C. A. Poland, R. Duffin, K. T. Al-Jamal, H. Ali-Boucetta, A. Nunes, F. Byrne, A. Prina-Mello, Y. Volkov, S. Li, S. J. Mather, A. Bianco, M. Prato, W. MacNee, K. Kostarelos, K. Donaldson, Am. J. Pathol. 2011, 178, 2587–2600.
- 49
- 49aK. Kostarelos, Nat. Biotechnol. 2008, 26, 774–776;
- 49bC. A. Poland, R. Duffin, I. Kinloch, A. Maynard, W. A. Wallace, A. Seaton, V. Stone, S. Brown, W. MacNee, K. Donaldson, Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 423–428.
- 50K. Yang, S. Zhang, G. Zhang, X. Sun, S. T. Lee, Z. Liu, Nano Lett. 2010, 10, 3318–3323.
- 51A. Sahu, W. I. Choi, G. Tae, Chem. Commun. 2012, 48, 5820–5822.
- 52E. Zanni, G. De Bellis, M. P. Bracciale, A. Broggi, M. L. Santarelli, M. S. Sarto, C. Palleschi, D. Uccelletti, Nano Lett. 2012, 12, 2740–2744.
- 53W. Zhang, C. Wang, Z. Li, Z. Lu, Y. Li, J. J. Yin, Y. T. Zhou, X. Gao, Y. Fang, G. Nie, Y. Zhao, Adv. Mater. 2012, 24, 5391–5397.
- 54O. Akhavan, E. Ghaderi, ACS Nano 2010, 4, 5731–5736.
- 55
- 55aS. Liu, T. H. Zeng, M. Hofmann, E. Burcombe, J. Wei, R. Jiang, J. Kong, Y. Chen, ACS Nano 2011, 5, 6971–6980;
- 55bS. Liu, M. Hu, T. H. Zeng, R. Wu, R. Jiang, J. Wei, L. Wang, J. Kong, Y. Chen, Langmuir 2012, 28, 12364–12372.
- 56O. N. Ruiz, K. A. Fernando, B. Wang, N. A. Brown, P. G. Luo, N. D. McNamara, M. Vangsness, Y. P. Sun, C. E. Bunker, ACS Nano 2011, 5, 8100–8107.
- 57X. Cai, M. Lin, S. Tan, W. Mai, Y. Zhang, Z. Liang, Z. Lin, X. Zhang, Carbon 2012, 50, 3407–3415.
- 58
- 58aI. E. M. Carpio, C. M. Santos, X. Wei, D. F. Rodrigues, Nanoscale 2012, 4, 4746–4756;
- 58bC. M. Santos, J. Mangadlao, F. Ahmed, A. Leon, R. C. Advincula, D. F. Rodrigues, Nanotechnology 2012, 23, 395101.
- 59O. Akhavan, E. Ghaderi, Carbon 2012, 50, 1853–1860.
- 60M. Sawangphruk, P. Srimuk, P. Chiochan, T. Sangsri, P. Siwayaprahm, Carbon 2012, 50, 5156–5161.
- 61K. Yang, J. Wan, S. Zhang, Y. Zhang, S.-T. Lee, Z. Liu, ACS Nano 2011, 5, 516–522.
- 62J.-H. Liu, S.-T. Yang, H. Wang, Y. Chang, A. Cao, Y. Liu, Nanomedicine 2012, 7, 1801–1812.
- 63Z. M. Markovic, B. Z. Ristic, K. M. Arsikin, D. G. Klisic, L. M. Harhaji-Trajkovic, B. M. Todorovic-Markovic, D. P. Kepic, T. K. Kravic-Stevovic, S. P. Jovanovic, M. M. Milenkovic, D. D. Milivojevic, V. Z. Bumbasirevic, M. D. Dramicanin, V. S. Trajkovic, Biomaterials 2012, 33, 7084–7092.
- 64L. Lacerda, J. Russier, G. Pastorin, M. A. Herrero, E. Venturelli, H. Dumortier, K. T. Al-Jamal, M. Prato, K. Kostarelos, A. Bianco, Biomaterials 2012, 33, 3334–3343.
- 65A. V. Titov, P. Král, R. Pearson, ACS Nano 2010, 4, 229–334.
Citing Literature
This is the
German version
of Angewandte Chemie.
Note for articles published since 1962:
Do not cite this version alone.
Take me to the International Edition version with citable page numbers, DOI, and citation export.
We apologize for the inconvenience.
