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- 發布時間2018-07-25 14:53
- 發布人金(jin)彩集團
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石墨烯(xi)作為一(yi)個具(ju)有單層、二維碳納米結構(gou)的(de)(de)(de)新(xin)型材料(liao)，具(ju)有極(ji)大的(de)(de)(de)比(bi)表面積和(he)優(you)異的(de)(de)(de)電(dian)子、化(hua)(hua)學(xue)和(he)機械性能，并具(ju)有很好(hao)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)相(xiang)容性，其(qi)在酶的(de)(de)(de)直接電(dian)化(hua)(hua)學(xue)、生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)小分子的(de)(de)(de)電(dian)化(hua)(hua)學(xue)檢(jian)測和(he)在生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)及(ji)環境(jing)電(dian)分析中都(dou)具(ju)有極(ji)其(qi)優(you)異的(de)(de)(de)性能。基(ji)于石墨烯(xi)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感器及(ji)器件(jian)對于多種生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)小分子、蛋白質(包括病毒和(he)癌癥標記物(wu)(wu)等)和(he)DNA等的(de)(de)(de)檢(jian)測都(dou)顯示了很好(hao)的(de)(de)(de)靈敏(min)度(du)和(he)選擇性，是(shi)用于構(gou)建高效、快(kuai)速、靈敏(min)檢(jian)測的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)醫藥領域(yu)的(de)(de)(de)理想材料(liao)，具(ju)有很廣泛的(de)(de)(de)市場前景(jing)。
但(dan)是石墨烯(xi)在生(sheng)(sheng)物醫(yi)藥(yao)領域的(de)(de)應用也不是一帆風順(shun)，也存在一些(xie)問題，如石墨烯(xi)中(zhong)含氧官能(neng)團(tuan)部分(fen)對(dui)其(qi)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)性(xing)能(neng)的(de)(de)影(ying)響(xiang)，如何制備具有高(gao)導電(dian)(dian)性(xing)且溶液(ye)分(fen)散性(xing)能(neng)好的(de)(de)石墨烯(xi)，雜(za)原子摻雜(za)對(dui)石墨烯(xi)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)性(xing)能(neng)及穩定性(xing)的(de)(de)影(ying)響(xiang)，傳感器中(zhong)生(sheng)(sheng)物分(fen)子與石墨烯(xi)的(de)(de)連接方(fang)式(shi)和相互作(zuo)用，石墨烯(xi)在不同(tong)生(sheng)(sheng)物傳感應用中(zhong)的(de)(de)生(sheng)(sheng)物相容(rong)性(xing)問題，石墨烯(xi)的(de)(de)大(da)規(gui)模可控制備方(fang)法等(deng)，這些(xie)石墨烯(xi)基(ji)材料(liao)的(de)(de)相關研究將打開生(sheng)(sheng)物醫(yi)藥(yao)領域的(de)(de)新方(fang)向。
目前抗(kang)生(sheng)素的(de)(de)濫用導(dao)致(zhi)不少(shao)單(dan)細胞(bao)病(bing)原菌(jun)(jun)出現耐(nai)藥性。開發(fa)新的(de)(de)抑(yi)(yi)菌(jun)(jun)策略變得(de)日益重要。正在研發(fa)的(de)(de)策略包括(kuo)開發(fa)各種具有高生(sheng)物活(huo)性的(de)(de)抑(yi)(yi)菌(jun)(jun)物質（例如：抗(kang)菌(jun)(jun)肽、噬(shi)菌(jun)(jun)體(ti)(ti)和噬(shi)菌(jun)(jun)體(ti)(ti)裂解酶）、免疫調節劑(ji)(ji)、群體(ti)(ti)感應抑(yi)(yi)制劑(ji)(ji)、以及(ji)掠食性微(wei)生(sheng)物等。但實際使(shi)用中，這些新抑(yi)(yi)菌(jun)(jun)物質往(wang)往(wang)伴隨著高度復雜的(de)(de)技術要求，過高的(de)(de)成本(ben)和難以預料的(de)(de)健康風險等缺點。
一(yi)(yi)個新(xin)興的(de)(de)(de)研究方向是使(shi)用金(jin)屬(shu)納米(mi)顆(ke)粒或碳納米(mi)材(cai)(cai)料(liao)做為(wei)抗菌(jun)(jun)物質。基于納米(mi)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)抗菌(jun)(jun)技術具有(you)合成(cheng)簡單、成(cheng)本低廉(lian)、還可以(yi)按需求定(ding)制的(de)(de)(de)優點(dian)。其(qi)中石墨(mo)烯材(cai)(cai)料(liao)因其(qi)相對低廉(lian)的(de)(de)(de)成(cheng)本和(he)較低的(de)(de)(de)對人和(he)環(huan)境(jing)的(de)(de)(de)毒(du)性，在抗菌(jun)(jun)納米(mi)醫學(xue)(xue)領域吸引了越來(lai)越多的(de)(de)(de)關注。 最近澳(ao)大(da)(da)利亞悉尼大(da)(da)學(xue)(xue)化學(xue)(xue)和(he)生物分子工程學(xue)(xue)院Dr. Karahan（第一(yi)(yi)作者），陳(chen)元教授（通訊(xun)作者）和(he)新(xin)加坡制造技術研究所魏軍(jun)博士等(deng)作者合作撰寫了綜述對當(dang)前石墨(mo)烯材(cai)(cai)料(liao)在抗菌(jun)(jun)納米(mi)醫學(xue)(xue)領域的(de)(de)(de)研究做了系統的(de)(de)(de)歸納總結。
文(wen)章首先梳理了石墨烯(xi)材料(liao)的主要抗菌(jun)機理。石墨烯(xi)材料(liao)的抗菌(jun)活(huo)性主要包括四種機制(zhi)：
（1）物理穿刺或(huo)者叫做“納(na)米刀”切割機制；
（2）氧化應激引發(fa)的細(xi)菌/膜(mo)物質破壞；
（3）包覆導致的(de)跨膜運輸阻滯和（或）細菌生長阻遏；
（4）通過插入和(he)破(po)壞細(xi)胞(bao)膜物質造成細(xi)胞(bao)膜不(bu)穩定。根(gen)據石墨烯材料和(he)細(xi)菌(jun)的(de)(de)不(bu)同接(jie)觸狀態，上述幾種(zhong)機制協同作(zuo)用(yong)導致細(xi)胞(bao)膜的(de)(de)完全破(po)壞（殺菌(jun)作(zuo)用(yong)）和(he)阻遏細(xi)菌(jun)生長（抑(yi)菌(jun)作(zuo)用(yong)）。
目前對(dui)石(shi)(shi)(shi)墨烯材(cai)料(liao)(liao)(liao)的抗菌活性(xing)的研究(jiu)還集中(zhong)在(zai)基礎研究(jiu)。而對(dui)各種生(sheng)物(wu)相關影響(xiang)因素（比如(ru)微生(sheng)物(wu)的種類及其生(sheng)理的改(gai)變）的了解(jie)最為(wei)缺失(shi)。很多研究(jiu)集中(zhong)在(zai)金屬納米銀顆(ke)粒和石(shi)(shi)(shi)墨烯的復合(he)材(cai)料(liao)(liao)(liao)，作(zuo)者(zhe)提出將石(shi)(shi)(shi)墨烯和常規碳材(cai)料(liao)(liao)(liao)相互(hu)結合(he)可(ke)能是(shi)很有潛力的發展方向(xiang)。總的來說，石(shi)(shi)(shi)墨烯材(cai)料(liao)(liao)(liao)正得到生(sheng)物(wu)醫(yi)學領域(yu)越來越多的關注(zhu)。通(tong)過對(dui)石(shi)(shi)(shi)墨烯材(cai)料(liao)(liao)(liao)進一步的結構和性(xing)能上的改(gai)進，它(ta)們有可(ke)能在(zai)不久的將來成為(wei)有效(xiao)的納米抗菌劑。
