CN109938038A - 一种生物用氧化石墨烯抗菌液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物用氧化石墨烯抗菌液及其制备方法，属于石墨烯抗菌液制备技术领域，解决了现有石墨烯抗菌液制备过程中将石墨烯加入分散剂或者将石墨烯加入有机表面处理剂时引入外源物质，杀菌时造成二次污染的技术问题。该方法包括：S1.选取由氧化还原法制备的氧化石墨烯，以水为溶剂，通过超声和离心处理制备氧化石墨烯分散剥离液；S2.将S1步骤制备的氧化石墨烯分散剥离液进行透析处理，透析处理后的石墨烯分散液用0.22～0.45μm孔径的无菌微孔滤膜过滤，获得氧化石墨烯抗菌液。本发明以水为溶剂，无其它化学试剂，无毒环保，该氧化石墨烯抗菌液可以作为光谱抗菌应用，对细菌起到抑制作用。

Description

一种生物用氧化石墨烯抗菌液及其制备方法

技术领域

本发明涉及石墨烯抗菌液制备技术领域，尤其涉及一种生物用氧化石墨烯抗菌液及其制备方法。

背景技术

大肠杆菌是大肠埃希氏菌(Escherichia coli)的简称，于1885年被发现。该菌是革兰氏阴性菌，作为典型环境微生物，大肠杆菌是生活中常见的致病菌，广泛分布于自然界中，可以通过污染的食品、水、污染的手指经口致病，引起恶心、呕吐、腹泻。肠出血性大肠杆菌进入人体血液，侵袭红细胞导致红细胞溶血，从而引起出血性肠炎，严重者可导致溶血性尿毒症，甚至死亡。2006年，受大肠杆菌污染的“毒菠菜”搏击美国25个州，造成3名患者死亡，至少190人患病，其中24人出现肾功能衰竭。大肠杆菌感染发病率在细菌所引起的疾病中居首位，已经严重危害着人类健康，成为世界重要的公共卫生问题之一。

抗生素和化学合成药物在我国应用广泛，大量的抗生素和消毒剂进入自然环境中，使大肠杆菌耐药谱不断扩大，耐药整理不断增强。研究发现，国内外各地的大肠杆菌出现不同程度的耐药性，且多重耐药性明显。目前常见的消毒剂主要成分含有氯或芳香烃，研究表明这两种试剂存在毒理性，长期使用对环境和人体不利。

石墨烯是一种碳原子以sp2杂化方式形成的蜂巢晶格状平面薄膜，具有单原子厚度。石墨烯物理化学性质独特，弹性模量高，理论比表面积大，表面官能团丰富。石墨烯具有抗菌性能，这主要是由其物理性质和化学性质所决定，研究表明石墨烯并可以通过破坏细菌膜结构、介导细菌内部大分子物质过氧化、磷脂抽取等机制抑菌。

由于石墨烯具有疏水亲油的特性，目前石墨烯的的分散多是将石墨烯加入分散溶剂体系，或将石墨烯加入有机表面处理剂中，引入外源性物质(如Mn、Cr、Al、Ti、PEG等)，杀菌时易造成二次污染。因此探索一种简单易行、不引入外源物质的石墨烯分散方法，制备无溶剂残留的高品质石墨烯抗菌液具有重要意义。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种生物用氧化石墨烯抗菌液及其制备方法，用以解决现有石墨烯抗菌液制备过程中将石墨烯加入分散剂或者将石墨烯加入有机表面处理剂中，引入外源物质，杀菌时造成二次污染的技术问题。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一方面，本发明公开了一种生物用氧化石墨烯抗菌液的制备方法，包括以下步骤：

S1.选取由氧化还原法制备的氧化石墨烯，以水为溶剂，通过超声和离心处理制备氧化石墨烯分散剥离液；

S2.将S1步骤制备的氧化石墨烯分散剥离液进行透析处理，制备得到生物用氧化石墨烯抗菌液。

进一步地，在S2步骤中，利用离心机对氧化石墨烯分散剥离液进行离心处理并静置分层，将上层液分离出来得到氧化石墨烯分散液。

进一步地，在S2步骤中，将氧化石墨烯分散液通过透析袋进行透析处理，透析袋采用磁力搅拌器和磁力转子相结合的方式，透析缓冲液处于流动状态。

进一步地，在S2步骤中，将透析处理后的石墨烯分散液用0.22～0.45μm孔径的无菌微孔滤膜过滤，获得氧化石墨烯抗菌液。

进一步地，在S1步骤中，氧化石墨烯分散剥离液的制备方法包括以下步骤：

S11.选取厚度为0.7～2.0nm的氧化石墨烯；

S12.将氧化石墨烯与去离子水配置成质量浓度为1g/L～10g/L的混合溶液；

S13.将S12制备的混合溶液进行超声和离心处理，获得石墨烯分散剥离液。

进一步地，在S12步骤中，氧化石墨烯与去离子水的质量浓度为4g/L。

进一步地，在S13步骤中，采用细胞超声破碎机进行进行超声处理，细胞超声破碎机的超声频率为5000～10000Hz；细胞超声破碎机的超声时间为1～16h，细胞超声破碎机置于冰水浴中。

进一步地，在S13步骤中，细胞超声破碎机的超声频率为8000Hz。

进一步地，S2步骤中，离心机转速为6000～10000rpm/min；离心时间为5～10min。

另一方面，本发明还公开了一种氧化石墨烯抗菌液，采用上述生物用氧化石墨烯抗菌液的制备方法制备，该氧化石墨烯抗菌液有效抗菌浓度为5～20ug/ml；该氧化石墨烯抗菌液主要用于纺织品抗菌、涂料抗菌和环境体系抗菌。

进一步地，氧化石墨烯抗菌液的有效抗菌浓度为10～20ug/ml。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

(1)本发明体用的氧化石墨烯抗菌液主要应用于生物抗菌领域，该氧化石墨烯抗菌液对大肠杆菌最小杀菌浓度为10μg/ml，杀菌率大于99.9％，作用持久，功效显著。该发明在未引入其他有机无机离子的情况下显著提高了氧化石墨烯的分散性和对大肠杆菌的杀菌效率。

(2)本发明提供的氧化石墨烯抗菌液以水为溶剂，采用氧化还原法制备得到石墨烯为原料，通过将石墨烯进行超声和离心处理，将疏水性的氧化石墨烯改性成为亲水性的氧化石墨烯，从而使该氧化石墨烯能够与水产生良好的相容性，将氧化石墨烯超声和离心处理后得到氧化石墨烯剥离液，将该氧化石墨烯剥离液进行透析处理，进而获得氧化石墨烯抗菌液；综上，本发明提供的氧化石墨烯分散不仅以水为溶剂，稳定性高，无其它化学试剂添加，无溶剂残留，对环境具有安全友好无污染，不会对自然生态环境产生影响，而且制备工艺简单易行，可以作为光谱抗菌应用，无毒无污染，无溶剂残留，可以对细菌起到有效的抑制作用。

(3)本发明通过超声、离心、透析、过滤完成氧化石墨烯的分散提纯和氧化石墨烯抗菌液的制备，不涉及其它耗能过程，制备工艺简便，成本低廉。

(4)本发明以氧化石墨烯为原料，相比较传统抗菌液，不会使细菌产生抗药性，无细胞毒性，可以与人体直接作用，安全无害。

(5)本发明石墨烯抗菌液使用用途广泛，可用于纺织品、涂料、环境体系等领域。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明提供的生物用氧化石墨烯抗菌液的制备流程图；

图2是在质量浓度为10μg/ml的2号氧化石墨烯抗菌液的作用下大肠杆菌电导率变化；

图3是在质量浓度为10μg/ml的2号氧化石墨烯抗菌液抑制大肠杆菌生长的荧光显微镜图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明公开了一种生物用氧化石墨烯抗菌液的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1.制备氧化石墨烯混合溶液；S2.氧化石墨烯混合溶液的超声处理，制备氧化石墨烯分散剥离液；S3.氧化石墨烯混合溶液的离心处理，制备氧化石墨烯分散液；S4.氧化石墨烯分散液的透析；S5.透析后氧化石墨烯分散液的过滤；S6.生物用氧化石墨烯抗菌液的配制。

本发明提供了以水为溶剂的生物用氧化石墨烯抗菌液的制备方法，采用以氧化还原法制备的氧化石墨烯，并利用超声和离心处理获得石墨烯分散剥离液，然后将该石墨烯分散剥离液进行透析处理，制备得到生物用氧化石墨烯抗菌液。

相对于现有技术中将石墨烯加入分散溶剂体系，或者将石墨烯加入有机表面处理剂中，并引入外援物质(如Mn、Cr、Al、Ti、PEG等)，杀菌时容易造成二次污染，本发明提供的氧化石墨烯抗菌液以水为溶剂，采用氧化还原法制备得到石墨烯为原料，通过将石墨烯进行超声和离心处理，将疏水性的氧化石墨烯改性成为亲水性的氧化石墨烯，从而使该氧化石墨烯能够与水产生良好的相容性，将氧化石墨烯超声和离心处理后得到氧化石墨烯剥离液，将该氧化石墨烯剥离液进行透析处理以除去盐、少量有机溶剂、生物小分子杂质，进而获得安全友好无污染的氧化石墨烯抗菌液。

在S1步骤中，制备氧化石墨烯混合溶液的过程为：

选取由氧化还原法制备的氧化石墨烯，该氧化石墨烯(Graphene Oxide，GO)粉末选自先进金属材料涂镀国家工程实验室石墨烯研究中心，其规格型号为M-120。氧化石墨烯的厚度为0.7～2.0nm，具有典型的单层碳原子结构；将该氧化石墨烯与去离子水配置成质量浓度为1g/L～10g/L的氧化石墨烯混合溶液，尤其是4g/L。

需要说明的是，本申请的氧化石墨烯混合溶液需要在质量浓度为1g/L～10g/L的基础上进行稀释，通过研究发现：氧化石墨烯混合溶液的质量浓度太高，例如大于10g/L时，容易造成定量不准；氧化石墨烯混合溶液的质量浓度太低，例如小于1g/L时，导致后续步骤的体积增大，效率不高。因此，将氧化石墨烯混合溶液的质量浓度控制在1g/L～10g/L。

为了充分改性氧化石墨烯的亲水性，在S2步骤中，氧化石墨烯混合溶液超声处理，制备氧化石墨烯分散剥离液，其过程如下：

将S1步骤制备的氧化石墨烯混合溶液加入到细胞超声破碎仪中，采用细胞超声破碎机对上述氧化石墨烯混合溶液进行超声处理，即使用细胞超声破碎仪在95％的功率下进行杆式超声。，其中，细胞超声破碎机的超声频率为5000～10000Hz，尤其是8000Hz；细胞超声破碎机的超声时间为1～16h，通过研究发现：当超声时间小于1h时，容易造成超声不充分；当超声时间大于16h时，细胞破碎超声机放热量较高，且破碎效果不佳；当细胞破碎超声机的破碎时间为4h时，破碎效果比较好；另外，氧化石墨烯混合物在超声过程中会产生大量的热，为了避免意外，将该超声体系置于冰水浴中；需要说明的是，氧化石墨烯混合溶液的初始浓度越高，超声频率越高，超声持续时间越长。

需要说明的是，本发明选用氧化还原法制备的氧化石墨烯，该类石墨烯为少层石墨烯结构，通过细胞超声破碎机将氧化石墨烯和水的混合溶液进行充分超声处理，经超声处理后的混合溶液中，氧化石墨烯的边缘位置的碳离子被暴露出来，进而使氧化石墨烯的活性位点增多和含氧集团增多，从而改变了氧化石墨烯的疏水性。

为了对氧化石墨烯进行改性处理，在S3步骤中，将氧化石墨烯分散剥离液进行离心处理，制备得到氧化石墨烯分散液；其具体过程为：将氧化石墨烯分散剥离液在离心机转速为6000～10000rpm/min的条件下离心5～10min，尤其是转速为8000rpm/min；将离心产物倒入干净的离心管中，注意离心物质的配平，离心管以转轴为中心对称放置，盖好离心机盖子。离心结束后，小心取出离心管，上层液为含有石墨烯的分散液，将该上层液分离出来，得到氧化石墨烯分散液。需要说明的是，上述离心过程在室温下进行。

S4.氧化石墨烯分散液的透析；其透析过程为：

在S4步骤中，将透析袋在使用前去离子水中煮沸5～15min，例如，在去离子水中煮沸10min，将S3步骤制备的石墨烯分散液小心倒入透析袋中，该透析袋截留分子量为8000～14000D，例如，选择MD77型号透析袋；将透析袋两段密封，以防止氧化石墨烯渗出。透析缓冲液为去离子水，将透析袋完全没入含有透析缓冲液的烧杯中，使透析袋处于悬浮状态进行透析。透析15天，每天更换一次透析缓冲液，透析结束后取出透析袋，小心去除透析袋加样端夹，回收透析袋中的液体。

在S4.步骤中，为了加快离子交换，透析采用磁力搅拌器和磁力转子相结合的方式，使透析缓冲液处于流动状态，加快透析缓冲液与氧化石墨烯分散液之间的离子交换速度，实现氧化石墨烯分散液的动态透析。

S5透析后氧化石墨烯分散液的过滤；

为更好地去除透析处理后的石墨烯分散液内的不溶性物质和细菌，使用0.22～0.45μm孔径的无菌微孔滤膜过滤，过滤后的无菌石墨烯溶液为氧化石墨烯抗菌液。

需要说明的是，过滤装置可选择针头式过滤器，真空过滤器，并根据待过滤氧化石墨烯分散液的体积大小进行选择过滤装置。过滤装置的滤膜可选择MCE、PVDF或PES等材质，尤其使用PES材质滤膜。

S6.生物用氧化石墨烯抗菌液的配制。

实施例1

S1.制备氧化石墨烯混合溶液：

选取由先进金属材料涂镀国家工程实验室石墨烯研究中心通过氧化还原法制备的氧化石墨烯，其规格型号为M-120。氧化石墨烯的厚度为0.7nm；将该氧化石墨烯与去离子水配置成质量浓度为1g/L的氧化石墨烯混合溶液。

S2.氧化石墨烯混合溶液的超声处理，制备氧化石墨烯分散剥离液，其过程如下：

采用细胞超声破碎机对上述氧化石墨烯混合溶液进行超声处理，其中，细胞超声破碎机的超声频率为5000Hz；细胞超声破碎机的超声时间为1h；另外，将该超声体系置于冰水浴中。

S3.将氧化石墨烯分散剥离液进行离心处理，制备得到氧化石墨烯分散液；

将氧化石墨烯分散剥离液在离心机转速为6000rpm/min的条件下离心5min；将离心产物倒入干净的离心管中，注意离心物质的配平，离心管以转轴为中心对称放置，盖好离心机盖子。离心结束后，小心取出离心管，上层液为含有石墨烯的分散液，将该上层液分离出来，得到氧化石墨烯分散液。需要说明的是，上述离心过程在室温下进行。

S4.制备氧化石墨烯分散液：

将透析袋在使用前去离子水中煮沸5min，将S3步骤制备的石墨烯分散液小心倒入透析袋中，该透析袋截留分子量为8000D，选择MD77型号透析袋；将透析袋两段密封，以防止氧化石墨烯渗出。透析缓冲液为去离子水，将透析袋完全没入含有透析缓冲液的烧杯中，使透析袋处于悬浮状态进行透析，透析采用磁力搅拌器和磁力转子相结合的方式，使透析缓冲液处于流动状态。透析15天，每天更换一次透析缓冲液，透析结束后取出透析袋，小心去除透析袋加样端夹，回收透析袋中的液体。

S5.透析后氧化石墨烯分散液的过滤；

将透析处理后的石墨烯分散液用0.22.μm孔径的无菌微孔滤膜过滤，过滤后的无菌石墨烯溶液为氧化石墨烯抗菌液。过滤装置选择针头式过滤器，滤膜选择MCE材质。

S6.配置1号氧化石墨烯抗菌液。

实施例2

S1.制备氧化石墨烯混合溶液：

选取由先进金属材料涂镀国家工程实验室石墨烯研究中心通过氧化还原法制备的氧化石墨烯，其规格型号为M-120。氧化石墨烯的厚度为1.4nm；将该氧化石墨烯与去离子水配置成质量浓度为4g/L的氧化石墨烯混合溶液。

S2.氧化石墨烯混合溶液的超声处理，制备氧化石墨烯分散剥离液，其过程如下：

采用细胞超声破碎机对上述氧化石墨烯混合溶液进行超声处理，其中，细胞超声破碎机的超声频率为8000Hz；细胞超声破碎机的超声时间为4h；另外，将该超声体系置于冰水浴中。

S3.将氧化石墨烯分散剥离液进行离心处理，制备得到氧化石墨烯分散液；

将氧化石墨烯分散剥离液在离心机转速为8000rpm/min的条件下离心7min；将离心产物倒入干净的离心管中，注意离心物质的配平，离心管以转轴为中心对称放置，盖好离心机盖子。离心结束后，小心取出离心管，上层液为含有石墨烯的分散液，将该上层液分离出来，得到氧化石墨烯分散液。需要说明的是，上述离心过程在室温下进行。

S4.制备氧化石墨烯分散液：

将透析袋在使用前去离子水中煮沸10min，将S3步骤制备的石墨烯分散液小心倒入透析袋中，该透析袋截留分子量为8000D，选择MD77型号透析袋；将透析袋两段密封，以防止氧化石墨烯渗出。透析缓冲液为去离子水，将透析袋完全没入含有透析缓冲液的烧杯中，使透析袋处于悬浮状态进行透析，透析采用磁力搅拌器和磁力转子相结合的方式，使透析缓冲液处于流动状态。透析15天，每天更换一次透析缓冲液，透析结束后取出透析袋，小心去除透析袋加样端夹，回收透析袋中的液体。

S5.透析后氧化石墨烯分散液的过滤；

将透析处理后的石墨烯分散液用0.33μm孔径的无菌微孔滤膜过滤，过滤后的无菌石墨烯溶液为氧化石墨烯抗菌液。过滤装置选择真空过滤器，滤膜选择PVDF材质。

S6.配置2号氧化石墨烯抗菌液。

实施例3

S1.制备氧化石墨烯混合溶液：

选取由先进金属材料涂镀国家工程实验室石墨烯研究中心通过氧化还原法制备的氧化石墨烯，其规格型号为M-120。氧化石墨烯的厚度为2nm；将该氧化石墨烯与去离子水配置成质量浓度为10g/L的氧化石墨烯混合溶液。

S2.氧化石墨烯混合溶液的超声处理，制备氧化石墨烯分散剥离液，其过程如下：

采用细胞超声破碎机对上述氧化石墨烯混合溶液进行超声处理，其中，细胞超声破碎机的超声频率为10000Hz；细胞超声破碎机的超声时间为16h；另外，将该超声体系置于冰水浴中。

S3.将氧化石墨烯分散剥离液进行离心处理，制备得到氧化石墨烯分散液；

将氧化石墨烯分散剥离液在离心机转速为10000rpm/min的条件下离心10min；将离心产物倒入干净的离心管中，注意离心物质的配平，离心管以转轴为中心对称放置，盖好离心机盖子。离心结束后，小心取出离心管，上层液为含有石墨烯的分散液，将该上层液分离出来，得到氧化石墨烯分散液。需要说明的是，上述离心过程在室温下进行。

S4.制备氧化石墨烯分散液：

将透析袋在使用前去离子水中煮沸15min，将S3步骤制备的石墨烯分散液小心倒入透析袋中，该透析袋截留分子量为8000D，选择MD77型号透析袋；将透析袋两段密封，以防止氧化石墨烯渗出。透析缓冲液为去离子水，将透析袋完全没入含有透析缓冲液的烧杯中，使透析袋处于悬浮状态进行透析，透析采用磁力搅拌器和磁力转子相结合的方式，使透析缓冲液处于流动状态。透析15天，每天更换一次透析缓冲液，透析结束后取出透析袋，小心去除透析袋加样端夹，回收透析袋中的液体。

S5.透析后氧化石墨烯分散液的过滤；

将透析处理后的石墨烯分散液用0.45μm孔径的无菌微孔滤膜过滤，过滤后的无菌石墨烯溶液为氧化石墨烯抗菌液。过滤装置选择真空过滤器，滤膜选择PES材质。

S6.配置3号氧化石墨烯抗菌液。

以下针对实施例2制备的氧化石墨烯抗菌液，进行与抗菌能力相关的测试：

1、对2号氧化石墨烯抗菌液元素含量的测定

针对1号氧化石墨烯抗菌液的元素测定过程及结果如下：

将2号氧化石墨抗菌液烯作为检测对象，将氧化石墨烯抗菌液自然晾干，利用SEM-EDX进行元素分析。使用FEI Quanta EFG 650型场发射扫描电子显微镜(SEM)及其附带的EDAX Apollo X能谱仪(EDS)对氧化石墨烯的成分进行定性及半定量分析。设定条件参数：高真空模式，加速电压20kV，工作距离为13.5mm，测定时间30sec。测定时取三个区域，检测值为三个区域的算数平均数。

表1至3为SEM-EDX测定结果EDS能谱分析显示，该石墨烯抗菌液仅含有C和O两种元素，未引入其它元素。C和O的质量比约为2.5～2.6:1，原子比约为3.3～3.4:1，氧化程度较高，含有较多的含氧官能团，具有较高的活性。

表1为第一区域的SEM-EDX测定结果EDS能谱分析显示

表2为第二区域的SEM-EDX测定结果EDS能谱分析显示

表3为第三区域的SEM-EDX测定结果EDS能谱分析显示

由于1号和3号氧化石墨烯抗菌液采用的氧化石墨烯原料与2号氧化石墨烯抗菌液的原料相同，因此，1号和3号氧化石墨烯抗菌液同样仅含有C和O两种元素，且含有较多的含氧官能团，具有较高的活性。

2、测定不同配制浓度的2号氧化石墨烯抗菌液的抑菌能力

对于2号氧化石墨烯抗菌液：

首先要培养细菌，具体包括以下步骤：

采用对数生长期的大肠杆菌DH5α，将摇菌管内加入4ml LB培养液和10μL大肠杆菌菌种，37℃，200rpm，摇菌过夜。测定大肠杆菌菌液OD600值，调整菌液浓度至1×10⁸/mL。

取100uL上述大肠杆菌溶液，12000rpm离心去除培养基，生理盐水重悬沉淀物，调整细菌浓度为1×10⁶/ml。取一定体积的2号氧化石墨烯抗菌液加入到待测试菌液中，使2号氧化石墨烯抗菌液终浓度达到1.25、2.5、5、10、20μg/ml，空白对照为大肠杆菌菌液加入等体积蒸馏水。37℃培养4h。取100μL的菌悬液涂布LB琼脂培养基，37℃培养箱中培养过夜，统计平板上菌落数。

抑菌率计算方法：

抑菌率＝(空白对照组菌落数-实验组菌落数)/空白对照组菌落数×100％

结果如表4所示，当氧化石墨烯抗菌液的质量浓度在1.25～5μg/mL时，氧化石墨烯抗菌液的抑菌率为47.8％～78.6％；当氧化石墨烯抗菌液在10～20μg/ml时，其显示出高效的杀菌作用，大肠杆菌的杀菌率达99.9％。

表4不同浓度的氧化石墨烯抗菌液对应的抑菌率

3、针对在2号氧化石墨烯抗菌液的作用下大肠杆菌电导率的变化的测定

取上述大肠杆菌溶液，12000rpm离心去除培养基，生理盐水重悬沉淀物，调整细菌浓度为1×10⁶/ml。将2号氧化石墨烯抗菌液加入到大肠杆菌菌液中，调整石墨烯抗菌液终浓度为10μg/ml，使用不加石墨烯抗菌液的蒸馏水加入大肠杆菌菌液中作为对照。实验组和对照组在室温条件下培养48h，每2小时检测菌液电导率。

结果如图2所示，氧化石墨烯抗菌液可以选择性地破坏大肠杆菌细胞膜的完整性，提高膜的渗透性，导致胞内内容物的渗出，且接触时间越长损伤越大。

4、针对2号氧化石墨烯抗菌液抑菌机理检测

AO和EB是两种荧光染料，可以对细菌DNA进行染色。AO对活细胞和死细胞均可标记，而EB只能穿透细胞膜受损的细胞。

取上述大肠杆菌溶液，12000rpm离心去除培养基，生理盐水重悬沉淀物，调整细菌浓度为1×10⁶/ml。将2号石墨烯抗菌液加入到大肠杆菌菌液中，调整石墨烯抗菌液终浓度为10μg/ml，使用不加石墨烯抗菌液的蒸馏水加入大肠杆菌菌液中作为对照。37℃恒温摇床孵育，分别在2h，4h进行染色。实验组和对照组各取100μL的菌液，加入AO/EB染料4μL，荧光显微镜拍照。如图3所示，对照组未处理的细菌中死亡细菌较少，大部分细菌存活，呈现绿色荧光；2h时部分大肠杆菌被EB染色，被EB染色的细胞呈现红色荧光；4h时几乎所有大肠杆菌被EB染色，呈现强烈的红色荧光。EB荧光强度与氧化石墨烯抗菌液作用时间直接相关。需要说的是，1号和3号氧化石墨烯抗菌液的抗菌原理与2号氧化石墨烯抗菌液的抗菌机理相同，在此不进行赘述。

综上，本发明提供的氧化石墨烯抗菌液可以通过破坏大肠杆菌细胞膜的完整性发挥杀菌抑菌效应。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生物用氧化石墨烯抗菌液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.选取由氧化还原法制备的氧化石墨烯，以水为溶剂，通过超声和离心处理制备氧化石墨烯分散剥离液；

S2.将S1步骤制备的氧化石墨烯分散剥离液进行透析处理，制备得到生物用氧化石墨烯抗菌液。

2.根据权利要求1所述的生物用氧化石墨烯抗菌液的制备方法，其特征在于，所述S2步骤中，利用离心机对所述氧化石墨烯分散剥离液进行离心处理并静置分层，将上层液分离出来得到氧化石墨烯分散液。

3.根据权利要求2所述的生物用氧化石墨烯抗菌液的制备方法，其特征在于，在所述S2步骤中，将氧化石墨烯分散液通过透析袋进行透析处理，所述透析袋采用磁力搅拌器和磁力转子相结合的方式，透析缓冲液处于流动状态。

4.根据权利要求3所述的生物用氧化石墨烯抗菌液的制备方法，其特征在于，在所述S2步骤中，将透析处理后的石墨烯分散液用0.22～0.45μm孔径的无菌微孔滤膜过滤，获得氧化石墨烯抗菌液。

5.根据权利要求4所述的生物用氧化石墨烯抗菌液的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中，所述氧化石墨烯分散剥离液的制备方法包括以下步骤：

S11.选取厚度为0.7～2.0nm的氧化石墨烯；

S12.将氧化石墨烯与去离子水配置成质量浓度为1g/L～10g/L的混合溶液；

S13.将S12制备的混合溶液进行超声处理，获得氧化石墨烯分散剥离液，将所述氧化石墨烯分散剥离液离心处理，获得氧化石墨烯分散液。

6.根据权利要求1所述的生物用氧化石墨烯抗菌液的制备方法，其特征在于，在所述S12步骤中，所述氧化石墨烯与去离子水的质量浓度为4g/L。

7.根据权利要求6或5所述的生物用氧化石墨烯抗菌液的制备方法，其特征在于，所述S13步骤中，采用细胞超声破碎机进行进行超声处理，所述细胞超声破碎机的超声频率为5000～10000Hz；所述细胞超声破碎机的超声时间为1～16h，所述细胞超声破碎机置于冰水浴中。

8.根据权利要求7所述的生物用氧化石墨烯抗菌液的制备方法，其特征在于，所述S2步骤中，所述离心机转速为6000～10000rpm/min；离心时间为5～10min。

9.一种生物用氧化石墨烯抗菌液，其特征在于，采用权利要求1至8所述的生物用氧化石墨烯抗菌液的制备方法进行制备，所述氧化石墨烯抗菌液有效抗菌浓度为5～20ug/ml；

所述氧化石墨烯抗菌液用于纺织品抗菌、涂料抗菌和环境体系。

10.根据权利要求9所述的生物用氧化石墨烯抗菌液，其特征在于，所述生物用氧化石墨烯抗菌液有效抗菌浓度为10～20ug/ml。