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)現處理后的氧化石墨烯的滅菌能力顯著(zhù)提高。
石墨烯作為一種新型二維碳材料，在多個(gè)生物醫學(xué)領(lǐng)域都顯示出巨大應用前景。但與抗生素、銀等其他傳統滅菌藥物/材料相比，一般的石墨烯類(lèi)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(lèi)材料上通過(guò)化學(xué)手段連接其他抑菌能力較強的材料。但是，化學(xué)處理過(guò)程復雜且可能會(huì )引起環(huán)境及健康風(fēng)險。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%的細菌的滅活，遠高于未經(jīng)處理的氧化石墨烯的滅菌能力。
圖1.等離子體處理前（a、c、e、h、j）后（b、d、f、i、k）氧化石墨烯的AFM、Raman（光譜及ID/IG成像）及XPS表征分析。
圖2.等離子體處理前后的氧化石墨烯滅菌能力比較（圖b處理時(shí)間為4小時(shí)）
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(xiàn)光電子能譜（XPS）等表征分析，并對處理后的細菌樣品進(jìn)行掃描電鏡（SEM）分析，發(fā)現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 )導致氧化石墨烯表面缺陷增多，形成多個(gè)不規則柱狀或針尖狀突起物，進(jìn)而導致細胞內含物的外泄及細菌死亡。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(lèi)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。
更多精彩！歡迎掃描下方二維碼關(guān)注中國粉體技術(shù)網(wǎng)官方微信（粉體技術(shù)網(wǎng)）
|
