石墨烯氧化物抗菌效果的测定方法比较

吕 敏 张 欢 诸 颖 黄 庆 赵 云

1 (中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800)2 (四川大学生命科学学院 成都 610000)

石墨烯氧化物(Graphene Oxide, GO)是石墨烯(Graphene)的衍生物，由石墨粉经多步氧化、超声纯化等步骤制备而成，系单层蜂窝状的二维纳米碳材料，表面具有活性含氧功能基团(环氧基、羧基、羟基等)[1,2]。GO具有很好的水溶性，广泛应用于生物传感器[3,4]、药物输送[5–7]、生物成像等领域。

石墨烯氧化物具有良好的抗菌性能[8–10]，大肠杆菌与GO材料孵育2 h后，90%的大肠杆菌被杀死[11]。然而，文献[12]报道石墨烯氧化物可非特异地促进细胞生长。同样的材料，是什么原因导致截然相反的结果? 比对多篇文章发现，GO抗菌性结果的差异主要由不同的抗菌性方法引起。

在微生物学中，抗菌效果的研究主要是检测微生物在抗菌剂作用前后数目的变化。常用的有显微镜直接计数法(direct microscopic count)、光电比浊度法(turbidity estimation by spectrophotometer)、平板菌落计数法(plate count assey)、膜过滤法(membrane filtration)等[13]。同一种抗菌剂，使用不同的检测方法，会有不同的实验结果[14–16]。本文以石墨烯氧化物为研究对象，比较了光电比浊计数法、抑菌环法和平板菌落计数法测定GO的抑菌效果，以探索能真实、客观呈现GO抗菌性的方法，为生物学方法正确应用于材料领域提供新的思路。

1 材料和方法

1.1 材料

大肠杆菌(Escherichia coliDH5a)，购买于碧云天生物技术有限公司。LB培养基(Luria-Bertani broth)：胰蛋白胨10 g，酵母粉5 g，氯化钠10 g(购自上海国药集团)，蒸馏水1 L定容，调至pH7.0(120ºC高压灭菌，冷却后4ºC冰箱保存)。LB琼脂培养基：每1 L LB培养液加入15 g琼脂(120ºC高压灭菌备用)。

石墨烯氧化物(Graphene oxide, GO)采用改良的Hummers方法合成[17]，制备过程如下：(1) 预氧化：将10 g石墨粉加入80ºC的含有浓H2SO4(60 mL)、过硫酸钾(15 g)和五氧化二磷(15 g)的混合体系中，反应5 h。……