功能化氧化石墨烯的微生物學效應研究.pdf

1、近年來，憑借其獨特的理化特性，氧化石墨烯及其衍生物在微生物學領域的研宄倍受人們關注。但關于其與微生物尤其是細菌的相互作用尚存在較大爭議，且具體作用機制尚不清楚。基于此，我們對氧化石墨烯進行了功能化修飾，得到了在生理溶液中穩(wěn)定存在的氧化石墨烯衍生物。同時探索了該種功能化氧化石墨烯對細菌活性的影響并對其機理進行了系統(tǒng)的研宄，且通過這個實驗性的證據(jù)將功能化氧化石墨烯運用到了大量重組蛋白的表達中。
　　本文首先通過改進后的Hummers法

2、合成氧化石墨烯，并進一步堿化后得到中間產物GO-COOH,修飾上分子量為10 kD的氨基化聚乙二醇（10k-6br-PEG-NH2）。以1∶1,1∶2.5，1∶5的投料比合成三種不同比例的nGO-PEG。以革蘭氏陰性菌大腸桿菌作為模式菌，采用多種方法研究了關于功能化氧化石墨烯對微生物活性的影響，我們發(fā)現(xiàn)未經(jīng)修飾的氧化石墨烯對于細菌的生長活性影響傲乎其微，而這一現(xiàn)象也與我們之前的研究成果相符合。低濃度的聚乙二醇（投料比為1∶1，濃度為20

3、μg/ml）接枝上的氧化石墨烯刺激細菌生長的功能最強，而對于增加聚乙二醇的濃度其刺激細菌生長效果不顯著。因此，我們選擇該條件下的功能化氧化石墨烯進一步系統(tǒng)深入研究了nGO-PEG(1∶1)促進細菌增長的潛在作用機制。FtsZ-ring實時觀測細菌分裂的結果顯示出經(jīng)過nGO-PEG(1∶1)處理的細菌FtsZ-ring形成所需要的準備時間(P1)明顯縮短，而這一階段與DNA復制，蛋白質合成以及細胞延伸有關。進一步分析可以得知nGO-PEG

4、(1∶1)能夠有效促進細胞DNA復制以及大量分泌胞外聚合物的功能。DNA重組技術在生物工程領域是一次突破式的技術革新，由此而衍生的重組蛋白在生物醫(yī)藥，發(fā)酵工程等得到了重要且廣泛地應用。如何更好更有效的促進蛋白表達也成為科研工作者關注的焦點。在本實驗中我們還將該種材料用于蛋白表達系統(tǒng)，對于低拷貝質粒的重組蛋白來說，仍能促進蛋白表達增加接近30％，相對于高拷貝質粒的重組蛋白而言，蛋白表達量則以成倍增加方式顯著提高。由于這種穩(wěn)定表達，快速獲取