来自苏州大学放射医学及交叉学科（RAD-X）的李瑞斌（音译）等通过研究不同性质的氧化石墨烯对抗药E.coli细菌的抗菌效果，揭示了氧化石墨烯表面碳自由基对抑菌效果的关键作用和氧化石墨烯在医药设备抗菌涂层应用领域的潜力和优势。

  进行此项研究的科研团队由中国苏州大学医学部放射医学协同创新中心、美国加州纳米技术研究院、美国西北大学材料科学与工程化学等共同组成。相关成果已刊载在《影响因子》期刊上，题为《Identification and Optimization of Carbon Radicals on Hydrated Graphene Oxide for Ubiquitous Antibacterial Coatings》

  氧化石墨烯GO（Graphene Oxide）由于其简单的合成方法、在水中好的分散性、表面丰富的含氧官能团和大的比表面积等在生物医药领域具有广泛的应用。其中，氧化石墨烯的抗菌效应研究方面需要建立详细的构效关系。

  目前关于氧化石墨烯抗菌效应的机理解释主要有两个学派。一个认为依赖于氧化石墨烯结构和细菌膜之间的物理相互作用，包括直接物理穿刺细菌膜或脂质的破坏性提取。然而，这个假设主要以计算机模拟为前提，实验证据比较少。另一个有实验数据支持的机理解释是通过产生活性氧和电荷转移产生对细菌膜的氧化破坏，氧化石墨烯表面官能团被假定在氧化破坏中起到关键作用。然而，由于氧化石墨烯复杂的化学性质，很难区分清楚是具体是哪一种官能团起的作用。

  碳自由基在不同GO表面的分布和碳自由基与膜结合、脂质过氧化的杀菌原理图

  此项研究的第一作者李瑞斌（音译）等通过还原方法降低氧化石墨烯的氧化水平（rGO），在碱溶液中水解（hGO）打开环氧基团提高羟基密度，同时还原和水解可分别降低和提高氧化石墨烯的碳自由基密度。

  通过研究不同性质的氧化石墨烯对抗药E.coli细菌的抗菌效果，发现碳自由基与抗菌性之间有密切的关系，hGO的碳自由基水平最高，抗菌效果也最显著。高密度的碳自由基，可以提高hGO的氧化势，从而诱导细菌膜脂质的氧化破坏。将hGO涂覆在医用载玻片和硅胶导管上，可以有效杀死抗药E.coli细菌。

  以上研究揭示了氧化石墨烯表面碳自由基对抑菌效果的关键作用和氧化石墨烯在医药设备抗菌涂层应用领域的潜力和优势。相关论文全文发表在 ACS Nano, 2016, （DOI: 10.1021/acsnano.6b05692）上。

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