基因治疗是指将外源正常基因导入靶细胞,以纠正基因缺陷和异常引起的疾病,达到治疗的目的。通过基因治疗的方法可以治疗多种严重疾病,如囊性纤维病、帕金森病以及癌症等。成功的基因治疗需要可以有效防止DNA核酸消化的基因传递载体,而且能够促进细胞吸收DNA来提高转染效率。非病毒基因载体包括脂质体,高分子材料以及纳米材料(例如金纳米粒子,二氧化硅纳米粒子,碳纳米管)等已经广泛的用于基因传递的研究。石墨烯(Graphene)作为一种新型二维碳基纳米材料,因其独特的电学,热学和力学性能,近年来备受关注。作为石墨烯的氧化物,氧化石墨烯(Graphene Oxide)也开始在生物医学领域,包括药物输运,细胞成像,肿瘤治疗以及生物检测等方面获得应用。研究表明,氧化石墨烯显示出一些其它药物载体无可比拟的优势。首先氧化石墨烯是由石墨经化学氧化获得,含有大量的羟基、羧基以及其它含氧活性基团,便于进行化学功能化修饰,以达到在生物领域及其它领域应用的目的。其次由于氧化石墨烯上含有大量的含氧活性基团,因此具有良好的生物相容性。此外氧化石墨烯制备方法简单,成本低,易于大规模生产。然而,经石墨氧化法直接制备的氧化石墨烯不能有效吸附双链DNA,这也在很大程度上限制了其在基因转染方面的应用。本硕士论文将聚乙烯亚胺接枝到氧化石墨烯上,成功制备了聚乙烯亚胺接枝氧化石墨烯(PEI-GO)。研究表明,PEI-GO可以有效地吸附DNA,同时具有较低地细胞毒性。基因转染实验表明PEI-GO能够有效地介导DNA转染细胞,并具有较高的转染效率。目前的工作表明功能化的氧化石墨烯有望成为一种新型高效、低毒、低成本的基因传递载体。