Bacteriële infecties behoren tot de grootste bedreigingen voor de menselijke gezondheid. Echter, door de toenemende verspreiding van multiresistente bacteriën, de huidige antibioticavoorraad blijkt onvoldoende te zijn, waardoor de exploratie van nieuwe antibacteriële middelen noodzakelijk is. Nano-antibacteriële middelen vertegenwoordigen een nieuwe strategie voor bacteriële behandeling. Vergeleken met antibiotica, nano-antibacteriële middelen hebben twee voordelen:(1) breedspectrum bacteriedodende effecten tegen Gram-positieve en Gram-negatieve bacteriën en (2) langdurige bacteriedodende effecten vanwege hun buitengewone stabiliteit. Er bestaan ​​significante verschillen in de antibacteriële mechanismen tussen antibiotica en nano-antibacteriële middelen. Antibiotica kunnen bacteriegroei voorkomen door de synthese van doelbiomoleculen in bacteriën te remmen, inclusief de celwand, DNA en eiwitten. Nano-antibacteriële middelen doden bacteriën door membraanvernietiging, oxidatieve stressreactie, en interacties met cytosolische moleculen (lipiden, eiwitten, DNA, enzovoort.).

Grafeenoxide (GO) heeft antibacteriële toepassingen. Een recensie getiteld "Antibacteriële toepassingen van grafeenoxiden:structuur-activiteitsrelaties, Moleculaire initiërende gebeurtenissen en bioveiligheid, " gepubliceerd in Wetenschapsbulletin , bespreekt voornamelijk de structuur-activiteitsrelaties (SAR's) die betrokken zijn bij GO-geïnduceerde antibacteriële werking, de moleculaire initiërende gebeurtenissen (MIE's), en de bioveiligheid van antibacteriële toepassingen.

GO heeft een unieke tweedimensionale (2-D) honingraatstructuur met hydrofobe vlakken en hydrofiele groepen, inclusief carboxyl (-COOH) en hydroxyl (-OH) groepen aan de rand, die zijn uitstekende antibacteriële activiteit bepalen. Onder deze antibacteriële mechanismen, deze review vat de interacties tussen GO en het bacteriële membraan samen, vooral de belangrijke rol van MIE's, inclusief redoxreacties met biomoleculen, mechanische vernietiging van membranen, en katalyse van extracellulaire metabolieten. De review bespreekt ook in detail het fysisch-chemische effect van GO op het bacteriële membraan, zoals fosfolipideperoxidatie, invoeging, verpakking en het vangeffect, lipide-extractie, en vrije radicalen geïnduceerd door GO.

Verder, deze recensie bespreekt het effect van grootte, vorm en oppervlaktefunctionaliteit op antibacteriële activiteit om de SAR's uit te werken, ook een samenvatting van de antibacteriële nanoproducten die kunnen worden gebruikt voor biomedische, milieu- en voedingstechnische toepassingen. De onderzoekers bespreken ook de bioveiligheid van GO bij gebruik in de biomedische sector, overwegende dat directe blootstelling van op GO gebaseerde antibacteriële middelen aan menselijke cellen ongewenste gevaarlijke effecten kan veroorzaken. Daarom, wetenschappers moeten goed letten op het lekken en vrijkomen van GO in het bloed tijdens het gebruik van met GO gecoate biomedische apparaten.

Eindelijk, de review bespreekt mogelijk toekomstig onderzoek en de uitdagingen van het gebruik van GO als een nieuw nano-antibacterieel middel, zoals het begrijpen van de interacties die optreden op GO-bacteriën-interfaces, de verkenning van op GO gebaseerde nanocomposieten om synergetische antibacteriële effecten te bereiken, en de immobilisatie van GO voor antibacterieel gebruik.