Proc Natl Acad Sci U S A：通过控制石墨烯氧化物纳米片的排列来增强抗菌活性
2018-02-28 MedSci MedSci原创
二维石墨烯基纳米材料（GBNs）的细胞毒性对工程应用和环境健康非常重要。然而，在以前的实验研究中，GBNs的各向同性取向，最明显的氧化石墨烯（GO），掩盖了纳米片边缘的细胞毒性。本研究中，研究人员使用GO复合膜探究了GBN与细菌的取向依赖性相互作用。为了制备这些薄膜，将GO纳米片在磁场中排列，通过交联周围基质而固定，并通过氧化蚀刻暴露在表面上。小角X射线散射和原子力显微镜的表征证实，GO纳米片随着
二维石墨烯基纳米材料（GBNs）的细胞毒性对工程应用和环境健康非常重要。然而，在以前的实验研究中，GBNs的各向同性取向，最明显的氧化石墨烯（GO），掩盖了纳米片边缘的细胞毒性。
本研究中，研究人员使用GO复合膜探究了GBN与细菌的取向依赖性相互作用。为了制备这些薄膜，将GO纳米片在磁场中排列，通过交联周围基质而固定，并通过氧化蚀刻暴露在表面上。小角X射线散射和原子力显微镜的表征证实，GO纳米片随着磁场强度的增加逐渐良好对齐，并且通过交联有效地保持了对齐。当与模型细菌大肠杆菌接触时，具有垂直取向的GO纳米片展现出与随机和水平取向相比更强的抗菌活性。
进一步表征以解释垂直排列的GO的膜的增强的抗菌活性。使用磷脂囊泡作为模型系统，我们观察到GO纳米片诱导脂质双分子层的物理破坏。此外，我们发现大量GO诱导的谷胱甘肽氧化与有限的活性氧产生配对，表明氧化通过直接电子转移机制发生。这些物理和化学机制都需要纳米片渗透细胞膜，这表明膜垂直排列的GO膜的增强的抗菌活性来自增加的边缘密度和膜破坏的优先取向。纳米片渗透细胞毒性的重要性对使用GBN的工程表面的设计具有直接影响。
原始出处：
Lu X, Feng X, et al. Enhanced antibacterial activity through the controlled alignment of graphene oxide nanosheets. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Nov 14;114(46):E9793-E9801.
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