通过使用三种不同的微生物生产减少的氧化石墨烯,并研究它们的细胞相互作用
Guldem Utkan1, Gorkem Yumusak2, Beste Cagdas Tunali3
1SUNUM Nanotechnology Research Center,Sabanci University, Istanbul 34956,Turkey.
使用细菌的微生物减少氧化石墨烯 (RGO) 的生产为化学方法提供了一个可持续的替代方案. 不同的细菌菌株产生具有不同性质和毒性的RGO,影响其适用于生物工程应用的适用性.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 微生物学 微生物学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 传统生产减少氧化石墨烯 (RGO) 的方法涉及苛刻的化学品和能源密集型工艺.
- 微生物合成RGO是一种可持续和环保的替代方案,利用细菌的酶活性.
- 石墨烯氧化物 (GO) 是一种多功能纳米材料,在生物工程中具有重大潜力,但其高效和安全的生产至关重要.
研究的目的:
- 通过使用三个不同的细菌菌株来研究RGO的微生物产量:乳酸乳球菌 (L. Lactis),乳酸菌植物 (L. plantarum) 和大肠杆菌 (E. coli).
- 描述微生物合成的RGO的物理和化学特性.
- 评估生产的RGO的毒性和生物相容性,以便在生物工程中安全应用.
主要方法:
- 石墨烯氧化物 (GO) 被L. Lactis,L. plantarum和E. coli微生物降解.
- 使用富里埃变换红外光谱 (FTIR),拉曼光谱,X射线衍射 (XRD),热重力测量分析 (TGA) 和X射线光电子光谱 (XPS) 进行了RGO的表征.
- 用DLD-1和CHO细胞系的细胞活力测定来评估细胞毒性,以及对亡和亡反应的检查.
主要成果:
- 微生物减少有效地从GO中去除了氧功能组,由FTIR,拉曼,XRD,TGA和XPS分析证实.
- 莱克蒂斯 (L. Lactis) 证明了最有效的降解,产生了与石墨烯 (C/O比率为3.70) 最接近的RGO.
- 所有产生的RGO都表现出度依赖的细胞毒性,L. Lactis-RGO在DLD-1细胞和L. plantarum-RGO在CHO细胞中显示出高活力,而所有产生的RGO都显示出低亡和亡反应.
结论:
- 细菌菌株的选择显著影响微生物产生的RGO的质量和毒性.
- L. Lactis和L. plantarum显示出产生特定细胞类型生物相容的RGO的潜力.
- 这项研究提供了关于微生物合成RGO在组织工程和药物输送等领域的安全性和应用潜力的关键见解.
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