Bakterieinfektioner är bland de största hoten mot människors hälsa. Dock, på grund av den ökande spridningen av multiresistenta bakterier, den nuvarande antibiotikatillgången verkar vara otillräcklig, vilket gör det nödvändigt att utforska nya antibakteriella medel. Nano-antibakteriella medel representerar en ny strategi för bakteriell behandling. Jämfört med antibiotika, nano-antibakteriella medel har två fördelar:(1) bredspektrum bakteriedödande effekter mot grampositiva och gramnegativa bakterier och (2) långvariga bakteriedödande effekter på grund av deras extraordinära stabilitet. Betydande skillnader finns i de antibakteriella mekanismerna mellan antibiotika och nano-antibakteriella medel. Antibiotika kan förhindra bakterietillväxt genom att hämma syntesen av målbiomolekyler i bakterier, inklusive cellväggen, DNA och proteiner. Nano-antibakteriella medel dödar bakterier genom membranförstöring, oxidativ stressrespons, och interaktioner med cytosoliska molekyler (lipider, proteiner, DNA, etc.).
Grafenoxid (GO) har antibakteriella applikationer. En recension med titeln "Antibacterial Applications of Graphene Oxides:Structure-Activity Relationships, Molecular Initiating Events och Biosäkerhet, " publicerad i Science Bulletin , diskuterar främst struktur-aktivitetsrelationerna (SAR) involverade i GO-inducerad antibakteriell verkan, de molekylära initierande händelserna (MIE), och biosäkerheten för antibakteriella applikationer.
GO har en unik tvådimensionell (2-D) bikakeformad hydrofob planstruktur och hydrofila grupper, inklusive karboxylgrupper (-COOH) och hydroxyl (-OH) på dess kant, som bestämmer dess utmärkta antibakteriella aktivitet. Bland dessa antibakteriella mekanismer, denna recension sammanfattar interaktionerna mellan GO och bakteriemembranet, särskilt den betydelsefulla roll som MIE spelar, inklusive redoxreaktioner med biomolekyler, mekanisk förstörelse av membran, och katalys av extracellulära metaboliter. Granskningen diskuterar också i detalj den fysikalisk-kemiska effekten av GO på bakteriemembranet, såsom fosfolipidperoxidation, införande, inslagning och fångsteffekten, lipidextraktion, och fria radikaler inducerade av GO.
Vidare, denna recension diskuterar effekten av storlek, form och ytfunktionalitet på antibakteriell aktivitet för att utveckla SAR, sammanfattar också de antibakteriella nanoprodukterna som kan användas för biomedicin, miljö- och livsmedelstekniska tillämpningar. Forskarna diskuterar också biosäkerheten hos GO när den används inom det biomedicinska området, med tanke på att direkt exponering av GO-baserade antibakteriella medel för mänskliga celler kan inducera oönskade skadliga effekter. Därför, forskare måste vara noga uppmärksamma på läckage och frisättning av GO i blodet när de använder GO-belagda biomedicinska apparater.
Till sist, recensionen diskuterar möjlig framtida forskning och utmaningarna med att använda GO som ett nytt nano-antibakteriellt medel, som att förstå de interaktioner som sker vid GO-bakteriegränssnitt, utforskningen av GO-baserade nanokompositer för att uppnå synergistiska antibakteriella effekter, och immobilisering av GO för antibakteriell användning.
