利用低溫等離子體處理氧化石墨烯后滅菌能力提高

利用低溫等離子體處理氧化石墨烯后滅菌能力提高

近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所黃青課題組、等離子體物理研究所王奇課題組合作，利用低溫等離子體處理氧化石墨烯，發(fā)現(xiàn)處理后的氧化石墨烯的滅菌能力顯著提高。


石墨烯作為一種新型二維碳材料，在多個(gè)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都顯示出巨大應(yīng)用前景。但與抗生素、銀等其他傳統(tǒng)滅菌藥物/材料相比，一般的石墨烯類材料的滅菌能力較弱。為提高其滅菌能力，通常做法是在石墨烯類材料上通過化學(xué)手段連接其他抑菌能力較強(qiáng)的材料。但是，化學(xué)處理過程復(fù)雜且可能會(huì)引起環(huán)境及健康風(fēng)險(xiǎn)。

該研究采用低溫等離子體處理氧化石墨烯并研究其滅菌效果，發(fā)現(xiàn)氫等離子體處理后的氧化石墨烯在0.02mg/mL濃度下即可引起近90%的細(xì)菌的滅活，遠(yuǎn)高于未經(jīng)處理的氧化石墨烯的滅菌能力。為探索其原因，研究人員對處理前后的氧化石墨烯進(jìn)行了原子力顯微鏡（AFM）、拉曼（Raman）光譜顯微成像及X射線光電子能譜（XPS）等表征分析，并對處理后的細(xì)菌樣品進(jìn)行掃描電鏡（SEM）分析，發(fā)現(xiàn)等離子體處理不僅能有效還原石墨烯并減小其尺寸，還會(huì)導(dǎo)致氧化石墨烯表面缺陷增多，形成多個(gè)不規(guī)則柱狀或針尖狀突起物，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)含物的外泄及細(xì)菌死亡。

該研究表明，低溫等離子體可作為一種有效的物理處理方法改性石墨烯類材料并提高其抗菌滅菌能力。


相關(guān)研究成果發(fā)表在Applied Physics Letters上。該研究得到了安徽省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金委、安徽省自然科學(xué)基金及中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等的資助。

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