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石墨烯氧化物能促進細胞生長

美國研究人員發現,石墨烯氧化物(graphene oxide)不像先前研究認為能抑制細菌滋生,反而促進了細菌與哺乳動物細胞的成長。過去有實驗顯示石墨烯氧化物對某些微生物有毒性,但對人體無害。此新研究的不同結果將有助此材料在生物醫藥與生物科技上的應用,如組織工程學的人體細胞再生,或增加生物製藥的產量。

俄亥俄州空軍實驗室Christopher Bunker所領導的團隊主要研究石墨烯氧化物是否如先前研究顯示那樣具有抗菌特性,及其對哺乳動物細胞的影響。結果卻發現塗佈石墨烯氧化物的表面並無抗菌能力,反而促進細菌跟哺乳動物細胞的生長。該研究團隊包含了俄亥俄州的University of Dayton Research Institute,和南卡羅萊納州的Clemson University的科學家。

他們檢測了許多不同狀況下細菌生長的情形,例如將細菌培養於塗佈不同濃度的石墨烯氧化物之表面、培養於石墨烯氧化物薄膜(graphene oxide films)上,以及把石墨烯氧化物加到培養液中,然後利用定量即時聚合酶鏈鎖反應(quantitative real-time, qPCR)來偵測細菌數量。Ruiz表示,qPCR能在相當大的濃度範圍中精確地定量細菌的DNA。他們同時也使用掃描式電子顯微鏡來觀察細菌生物薄膜的特徵。

該團隊發現,將石墨烯氧化物添加到培養液中,能加速細胞的生長,並且提高細胞培養的密度,同時促使細菌形成較厚的細菌生物薄膜(biofilm),此薄膜含有細菌和胞外聚合物基質(extracellular polymeric substance)。對於哺乳動物細胞的檢測,則是用光學顯微鏡來觀察細胞如何附著於石墨烯氧化物薄膜上,比較石墨烯氧化物存在與否時的細胞生長情形,並計算數量。

Ruiz表示,石墨烯氧化物能刺激細胞快速有效生長的特性,未來也許能發展出許多生物科技或生物製藥上的應用,如參與組織工程中的細胞培養、加速傷口修復或製作生物反應器(bioreactor)以增加生物製藥量或生質能源的產量等。研究人員探討石墨烯氧化物的真實性質,並解釋與先前文獻相矛盾的部份,最終希望能將石墨烯氧化物應用在生物科技上。詳見ACS Nano|DOI: 10.1021/nn202699t。

譯者:潘慧娟(陽明大學臨床醫學研究所)
責任編輯:劉家銘

本文來自奈米科學網

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