2020, Vol. 40
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2. 中国科学院南京土壤研究所, 中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室, 南京 210008
2. Key Laboratory of Soil Environment and Pollution Remediation, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008
石墨烯是由碳原子以sp2杂化轨道构成的二维层状碳纳米材料(Novoselov et al., 2012).作为纳米大家族中的重要一员, 石墨烯因具有高比表面积和优异的导热导电性等理化性质, 从而在各个领域掀起了研发热潮, 成为当前研究最热的碳纳米材料.近年来, 石墨烯在能源材料和污染修复方面体现出了极大的利用价值和应用前景(王秋双等, 2017；Lei et al., 2018).随着石墨烯材料的广泛应用与推广, 其在生产、使用及废物处置过程中不可避免地会进入到环境中, 从而给地球生态系统带来潜在的风险(任文杰等, 2014；Hochella et al., 2019；黄娟等, 2019).微生物作为生态系统中重要的分解者, 在环境中无处不在, 其在降解有害物质和维持生态平衡中发挥着重要作用(王悠, 2015；吴波等, 2017), 因此, 研究石墨烯对微生物生长的影响, 深入探讨石墨烯和微生物之间的相互作用机制, 对科学评估石墨烯的生态安全性具有重要的现实意义.
自从2010年石墨烯的抗菌性被首次报道以来, 石墨烯与微生物之间的相互作用一直是备受关注的研究热点与前沿(Luo et al., 2016；Xie et al., 2016).目前, 关于石墨烯的微生物学效应研究结果存在争议, 多数研究发现石墨烯对微生物生长存在明显的抑制作用, 已报道的抑制机制主要包括以下几个方面：①石墨烯附带的锋利边缘可能会刺穿细胞膜, 导致细胞质流出致细胞坏死(物理穿刺)(Ahmed et al., 2017；Chandraker et al., 2017)；②石墨烯诱导细胞产生活性氧自由基(ROS), 从而引发氧化应激反应导致细胞失活(化学氧化)(Ahmed et al., 2013；Chong et al., 2017)；③石墨烯包覆在细胞周围, 阻碍细胞获取营养物质、抑制细胞呼吸, 从而抑制细菌生长(Akhavan et al., 2011；Efremova et al., 2015).也有少许研究发现氧化石墨烯不具有抗菌效应, 在一定程度上还会促进细菌生长(Ruiz et al., 2011).已有研究表明, 石墨烯的微生物效应与石墨烯的结构和理化性质密切相关, 除此之外, 微生物的种类和细胞结构也会直接影响石墨烯与微生物之间的相互作用, 因此, 广泛深入研究石墨烯对不同种类微生物生长的影响对于更好地理解两者之间的作用及机制至关重要.但目前关于石墨烯与微生物相互作用的研究多集中于病原菌及模式菌, 如大肠杆菌、葡萄球菌、假单胞菌和枯草芽孢杆菌等(Combarros et al., 2016；Song et al., 2017；Atacan et al., 2018；Bugli et al., 2018；Wanag et al., 2018), 而针对环境功能微生物的研究还极为有限.大多数环境功能微生物长期生存于逆境, 相比于病原菌和模式细菌, 抗逆性或抵御环境胁迫的能力可能更强, 因此, 开展石墨烯与环境功能微生物间的相互作用, 对拓宽石墨烯微生物效应的认识具有重要的科学意义, 也可能为石墨烯在环境领域的应用提供新的思路.
本研究以课题组前期筛选到的一株苯并[a]芘高效降解菌——噬氨副球菌Paracoccus aminovorans HPD-2作为受试功能微生物, 选取目前应用较为广泛的两种功能化石墨烯(氧化石墨烯(GO)和磺化石墨烯(SG))为试验材料, 研究不同营养水平和不同石墨烯浓度条件下, 两种石墨烯对菌株HPD-2生长的影响, 并采用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)和傅里叶红外光谱(FTIR)等技术手段深入探讨石墨烯与菌株间的作用机制.以期为石墨烯的生物安全性评价及其在环境修复中的应用提供一定的理论基础.
2 材料与方法(Material and methods) 2.1 供试材料氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)购自南京先锋纳米材料科技有限公司, 磺化石墨烯(Sulfonated graphene, SG)由苏州高通新材料科技有限公司提供, 两种石墨烯的具体表征详见本课题组前期已发表文章(Ren et al., 2019).微生物培养基所用的蛋白胨、酵母粉、氯化钠分别购自青岛青药生物工程有限公司、广州翔博生物科技有限公司、国药集团化学试剂有限公司.活死细胞染色试剂盒(LIVE/DEAD B acLight Bacterial Viability Kits)购自赛默飞世尔科技(中国)有限公司(Thermo Fisher Scientific).
供试菌株噬氨副球菌(Paracoccus aminovorans HPD-2)是一株能够以苯并[a]芘(BaP)作为唯一碳源和能量生长的高效降解菌, 分离自长期受高浓度多环芳烃(PAHs)污染的土壤, 经革兰氏染色鉴定为革兰氏阴性菌(毛健等, 2009).
2.2 试验方法 2.2.1 菌株HPD-2的活化培养培养基的制备：菌株HPD-2生长的最适培养基为Luria-Bertani(LB)培养基(Gan et al., 2018), 配制方法如下：称取5.0 g酵母提取物、10.0 g蛋白胨和10.0 g NaCl充分溶解于1 L去离子水中, 使用NaOH溶液(1 mol·L-1)将pH调节至7.0后在0.12 MPa、121 ℃下高温高压灭菌20 min备用.
菌株HPD-2的活化与培养：将保存于-80 ℃的菌种保藏管放在冰盒中缓慢解冻, 吸取100 μL菌液接种于10 mL液体LB培养基中进行复壮培养, 恒温振荡器中培养8 h(避光, 30 ℃, 150 r·min-1)后按1:10的比例(体积比)接入到100 mL新鲜的液体LB培养基中继续培养16 h.将菌液在6000 r·min-1下离心5 min, 弃去上清液, 并用0.2 mol·L-1的磷酸盐缓冲液(PBS, pH=7.0)清洗2次后重新悬浮.使用酶标仪(BioTekμQuant, Winooski, VT)在波长λ=600 nm处测定光密度.将细胞悬液OD600值调节至1.0(2.8×108 CFU·mL-1)后进行实验.所有微生物的接种操作均在超净工作台中进行以防止污染.
2.2.2 不同营养水平下石墨烯对菌株HPD-2生长的影响试验设置4个营养梯度, 分别为5%、10%、25%和50%的LB培养基浓度(体积比), 即培养体系中2.2.1节所述LB培养基的体积占比分别为5%、10%、25%和50%, 石墨烯浓度为50 mg·L-1.向100 mL锥形瓶中加入0.5 mL灭菌的石墨烯溶液(2 mg·mL-1)和0.5 mL OD600为1.0的菌液, 随后按照各处理的营养梯度分别加入LB培养基和无菌水, 调节总体积至20 mL, 每个处理做3个重复.采用全自动生长曲线分析仪(Bioscreen Inc, 芬兰)在30 ℃、中速摇动条件下连续测量(每隔1 h读数)培养液的OD600值.
2.2.3 不同浓度石墨烯对菌株HPD-2生长的影响菌株HPD-2生长活性测定：设置石墨烯浓度梯度分别为0、1、2、5、10、20、50、100 mg·L-1, 向100 mL锥形瓶中加入0.5 mL OD600为1.0的菌液和2 mL LB培养基, 随后按照各处理浓度梯度分别加入灭菌的石墨烯溶液和无菌水, 调节总体积至20 mL, 每个处理做3个重复.将上述不同处理放入恒温振荡器中(30 ℃, 150 r·min-1)培养24 h, 使用涡旋仪均匀分散并用酶标仪测量OD600菌液浊度以确定菌HPD-2的生长活性.
平板计数法活菌数测定：选取石墨烯浓度为20 mg·L-1和100 mg·L-1的处理样品培养24 h后, 进行涂板试验.分别取1 mL培养24 h后的上述菌液用于稀释平板计数以确定活菌数, 用PBS缓冲液(pH=7.0)连续稀释10倍至10-8 CFU·mL-1.最后吸取100 μL细胞悬液均匀涂在LB琼脂平板培养基上, 在恒温培养箱中30 ℃孵育36 h后, 对菌落进行计数, 得出相应的CFU.
激光共聚焦显微镜观测细胞存活状态：选取石墨烯(100 mg·L-1)与菌HPD-2培养24 h的处理样品进行活死细胞染色试验.参照BacLight Bacterial Viability试剂盒(L7012, Molecular Probes, Invitrogen, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA)提供的方法, 将收集的菌体经SYTO(SYTO-9, 荧光核酸染色剂)和碘化丙啶(Propidium Iodide, PI)混合染色15 min(避光), 将胞外未着色的染色剂清洗掉.取0.5 μL细胞悬液做成玻片, 用激光共聚焦显微镜在40倍物镜下进行观察(Confocal Scanning Laser Microscope, CLSM, LSM710, Carl Zeiss, Jena, Germany).SYTO-9的激发/发射波长分别为480/500 nm, PI的激发/发射波长分别为480/635 nm.
2.2.4 菌株HPD-2表面形貌表征选取石墨烯(20和100 mg·L-1)与菌HPD-2培养24 h的处理样品进行SEM观察.样品离心(6000 r·min-1, 10 min)后弃去上清液, 用灭菌的PBS缓冲液(pH=7.0)清洗2次, 使用2.5%戊二醛溶液在4 ℃下固定2 h以上, 再分别用30%、50%、75%和100%乙醇溶液脱水后将样品冷冻干燥, 并固定在硅片上.制备好的样品采用离子溅射仪给样品镀10 nm金膜, 使用扫描电子显微镜(Hitachi S-3400N型)观察细胞的表面形貌、外形及细菌的尺寸.
2.2.5 拉曼光谱及傅里叶红外光谱样品制备选取石墨烯(20和100 mg·L-1)与菌HPD-2培养24 h的处理样品进行离心(6000 r·min-1, 10 min), 收集HPD-2菌体.采用冷冻干燥机干燥菌体后研磨, 使用傅里叶红外光谱仪(Nicolet iS10型)及拉曼光谱仪(美国Thermo Fisher DXR Microscope Raman spectrometer)分析表征不同浓度石墨烯与菌体表面相互作用的结构差异及官能团分布.
2.3 统计分析采用Excel 2016及SPSS 24.0软件对数据进行统计分析, 采用Origin 2018作图.采用SPSS 24.0软件进行显著性分析, 单因素方差分析用于计算不同营养水平、不同浓度石墨烯对微生物生长影响的显著性, 显著性水平为p < 0.05.
3 结果与讨论(Results and discussion) 3.1 不同营养水平下石墨烯对菌株HPD-2生长的影响如图 1所示, 在GO浓度为50 mg·L-1的条件下, 随着培养体系中营养水平升高(体系中LB占比由5%升高到50%), 培养24 h后菌液OD600值由0.58增加到0.95, 提高了64%, 且随着营养水平的提高, 生长曲线达到平台期的时间逐渐延长.
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| 图 1 不同营养水平下石墨烯对菌HPD-2生长的影响 Fig. 1 Effect of graphene on the growth of HPD-2 under different nutrient levels |
培养体系中营养水平较低时(体系中LB占比为5%~10%), 添加GO(50 mg·L-1)显著促进了菌HPD-2的生长(p < 0.05)；随着营养水平增加(体系中LB占比为25%), 在培养24 h后, GO(50 mg·L-1)对菌HPD-2的生长才表现出一定的促进作用; 而在较高营养水平时(体系中LB占比为50%), 添加GO(50 mg·L-1)的培养体系的OD600值反而低于未添加的对照体系, 即GO的加入在一定程度上抑制了菌HPD-2的生长.上述结果表明, GO(50 mg·L-1)对菌HPD-2生长的影响与营养条件有关.在营养水平较低时, 菌HPD-2的生长受限于营养, 培养体系中GO的添加可能会增加细胞膜透性(Farid et al., 2018), 从而加速营养物质从培养体系向细胞内的传输；另一方面, 由于GO比表面积较大, 且具有丰富的吸附位点, 可以吸附营养元素, 从而作为载体协助营养元素输送至菌体附近, 促进营养物质向细胞内迁移从而加速增殖(Kabiri et al., 2017).但在较高营养水平下, 由于培养体系中盐溶液浓度升高, 加入GO后, GO会发生一定程度的团聚, 从而吸附并固定营养元素, 抑制了培养体系中营养元素向细胞内的迁移, 阻碍了菌HPD-2的生长(Lyon et al., 2005).
当培养体系中加入SG(50 mg·L-1)时, SG对菌生长的影响表现出与GO完全相反的结果, 这与前人报道的石墨烯的微生物效应与石墨烯类型有关的结论一致(Guo et al., 2017).在较低营养水平条件下(体系中LB占比为5%~10%), 50 mg·L-1 SG表现出明显的抗菌性, 显著抑制了菌HPD-2的生长；随着营养水平逐渐升高, 抑制作用逐渐减弱, 在较高营养水平时, SG的加入并未对培养体系中HPD-2的生长产生影响, 表明此时菌HPD-2可以利用营养物质充分生长, 免于SG的胁迫作用.
3.2 不同浓度石墨烯对菌株HPD-2生长的影响如图 2a所示, 氧化石墨烯浓度对其微生物效应具有明显影响.当GO浓度较低时(0~5 mg·L-1), 添加GO并未明显影响菌液OD600值；随着GO浓度的增加(10~100 mg·L-1), 菌液OD600值出现了显著升高, 特别是在GO浓度为100 mg·L-1时, 与CK相比, 菌液OD600值增加了26.5%.然而SG对菌液OD600值的促进效应仅在浓度为100 mg·L-1时出现, 并且促进程度相比于GO明显小得多, 与对照相比仅仅增加了5.8%(p < 0.05).
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| 图 2 不同浓度石墨烯对菌株HPD-2生长的影响 (a.培养24 h后菌液浊度(OD600值)；b.培养24 h后菌体的活死细胞染色图(石墨烯浓度为100 mg·L-1)；c.培养24 h后采用平板计数法确定菌液中活菌数；图中不同大小写字母表示处理之间在0.05水平存在显著性差异(n=3)) Fig. 2 Effect of different concentrations of graphene on the growth strain of HPD-2 |
由于OD600值仅能从总体菌液浊度方面侧面反映菌的生长, 而并不能确定培养体系中菌的存活情况.为了进一步明确石墨烯对菌HPD-2生长和存活的影响, 选取石墨烯浓度为100 mg·L-1时, 培养24 h后的菌体, 使用Live/Dead荧光染色试剂盒处理.试剂盒中SYTO-9会着色所有菌体细胞, 而PI只会穿透细胞膜受损的细胞, 因此, 细胞膜完整的细菌呈现绿色荧光, 细胞膜受损的细菌呈现红色荧光.由图 2b可见, 视野中基本显示为绿色荧光而未见红色荧光, 表明培养体系中菌体均具有完整的细胞膜, 处于存活状态, 也说明在浓度为100 mg·L-1时两种石墨烯对菌HPD-2并未产生致死作用.为了直观展现石墨烯对菌HPD-2生长的影响, 进一步采用平板计数的定量方式直接获取培养菌液中活菌数量.结果发现, 在添加浓度为20和100 mg·L-1时, 两种石墨烯均能够显著提高培养菌液中HPD-2的活菌数(p < 0.05)(图 2c).
综上, 无论是菌液OD600值、激光共聚焦结果还是活菌数, 均表明石墨烯在一定浓度下对菌HPD-2的生长具有显著的促进作用.
3.3 石墨烯对菌株HPD-2细胞形态的影响图 3显示了菌HPD-2与不同浓度石墨烯作用24 h后的扫描电镜图.从图中可以看出, GO与菌体作用紧密, 较高浓度GO呈片层状, 与胞外聚合物(EPS)充分融合从而加强了菌体之间的联系；而SG包覆在菌HPD-2的表面, 呈薄纱状且菌的表面形貌依旧保持光滑圆润.培养24 h后, 添加较高浓度石墨烯(100 mg·L-1)导致菌体表面EPS分泌明显增多, 这与已报道的大肠杆菌与GO作用24 h后出现褶皱甚至细胞质外露的情况不同(Hou et al., 2017), 这些差异也表明环境功能微生物不同于模式细菌, 两种类型细菌对石墨烯的响应明显不同.由图 3b和3d可以看出, 两种体系中大多数菌形貌为球菌, 不同于起初的短杆状, 这表明此时细菌处于分裂状态, 这可能是由于石墨烯的加入诱导了生物体分裂蛋白的过度表达(Li et al., 2019), 从而促进菌的生长；也可能是由于石墨烯加速了细胞分裂与DNA合成从而导致胞外聚合物增加, 进而促进了细菌生长(Luo et al., 2016).图 3c和3e显示, 由于较高浓度石墨烯的添加, 菌体表面EPS含量显著增加, 石墨烯联合分泌物呈网状, 从而可以更好地抵御环境胁迫, 细菌也可依附生物膜的保护进行增值(王超等, 2016), 这可能也是石墨烯促进菌HPD-2生长的原因之一.
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| 图 3 培养体系中添加不同浓度石墨烯培养24 h后HPD-2菌体的扫描电镜图像(a.0 mg·L-1, b.GO 20 mg·L-1, c.GO 100 mg·L-1, d.SG 20 mg·L-1, e. SG 100 mg·L-1) Fig. 3 Scanning electron microscopy images of HPD-2 cells after 24 h incubation with different concentrations of graphene in the culture system |
为了深入探讨石墨烯与HPD-2之间的相互作用, 本研究对培养体系中添加不同浓度石墨烯培养24 h后的HPD-2菌体进行了拉曼光谱分析.拉曼光谱可以表征碳纳米材料的结构、氧化程度和缺陷(Zhang et al., 2018).由图 4可见, 纯GO和添加不同浓度石墨烯培养24 h后的HPD-2菌体均出现两个特征峰, 即D峰和G峰, 表明菌株HPD-2与不同浓度GO培养24 h, 菌体表面均吸附了一定量的GO.在GO浓度为100 mg·L-1时, 菌体HPD-2的D峰和G峰更明显, 拉曼强度更大, 说明菌体表面结合的氧化石墨烯含量更高.
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| 图 4 纯GO的拉曼光谱图(a)和培养体系中添加不同浓度石墨烯培养24 h后HPD-2菌体的拉曼光谱图(b. GO 20 mg·L-1, c. GO 100 mg·L-1) Fig. 4 Raman spectrum of pure GO(a) and the HPD-2 cells after 24 h incubation with different concentrations of graphene in culture system(b.GO 20 mg·L-1; c.GO 100 mg·L-1) |
拉曼光谱图中, G峰和D峰的相对强度ID/IG比值反映材料的不规则性和sp2区域的平均大小, 是表征碳纳米材料结构无序性的一个重要指标(Akhavan et al., 2010).G峰对应sp2杂化碳原子, 表示有序碳原子；D峰对应sp3杂化碳原子, 与碳原子的无序程度有关(Song et al., 2017).如图 4所示, 纯GO的ID/IG值为1.272, 添加20和100 mg·L-1 GO培养24 h后, HPD-2菌体的ID/IG值分别为1.415和1.149.添加20 mg·L-1 GO培养24 h后, HPD-2菌体的ID/IG值相比于纯GO升高, 说明HPD-2菌体表面结合的GO在D峰和G峰之间存在更多的sp3结构域(Gurunathan et al., 2013)或出现由于菌的作用而引起的大量缺陷、空穴及不对称结构, 表明较低浓度的GO与HPD-2发生相互作用后, GO的无序性增加；然而添加100 mg·L-1 GO培养24 h后, HPD-2菌体的ID/IG值相比于纯GO降低, 这可能是由于菌体与GO相互作用后, GO结构中形成了进一步的sp2杂化结构域(Akhavan et al., 2011), 这与扫描电镜观察到的较高浓度GO存在时菌体表面包覆了更多GO的结果相一致.纯GO的D峰和G峰分别在1322 cm-1与1588 cm-1处, 而HPD-2与20 mg·L-1 GO发生相互作用后, HPD-2菌体表面结合GO的D峰和G峰均移到较低的波数(D峰和G带分别在1315 cm-1与1569 cm-1处), 表明菌体表面GO发生了堆叠.
由于SG在溶液中分散性非常好, SG处理组菌体的拉曼光谱并未检出明显的D/G峰, 说明菌体并未对SG产生明显的吸附作用, 从而可以明确, 在SEM图像中, SG处理组菌体相较于对照直径更大, 并不是由于菌体表面吸附了SG所致, 而应为菌体分泌了更多的胞外聚合物, 表明SG刺激了菌体胞外聚合物的分泌, 这也有利于菌群生物膜的形成, 从而更好地抵御环境胁迫, 吸收更多的营养, 加速生长.
3.5 红外光谱分析为了进一步明确菌株HPD-2与石墨烯之间存在相互作用的基团或形成的化学键, 本研究对培养体系中添加不同浓度石墨烯培养24 h后的HPD-2菌体进行了红外光谱分析, 结果见图 5.由图 5可知, 添加20 mg·L-1 GO培养24 h后, HPD-2菌体的红外光谱并未发生显著改变, 表明低浓度GO与HPD-2的相互作用较为有限.而当添加的GO浓度为100 mg·L-1时, HPD-2菌体红外光谱中多个峰发生了明显偏移.1634 cm-1和1531 cm-1处分别为酰胺基中C＝O(酰胺Ⅰ)和N—H/C—N(酰胺Ⅱ)振动的吸收峰, 与100 mg·L-1 GO相互作用后, 这两个酰胺基的振动吸收峰的位置发生了明显的蓝移, 表明菌体表面的蛋白质二级结构发生了改变, 细胞表面蛋白质构型的变化对菌体吸附GO产生了主要贡献(Parikh et al., 2006).1393 cm-1处为羧基O＝C—O的对称吸收峰, 是氨基酸的特征峰, 产生了明显的红移, 这可能是由于胞外聚合物中氨基酸与GO相互作用所致；1057 cm-1处为来自烷氧基C—O—C的弯曲振动, 在与100 mg·L-1 GO相互作用后红移到1050 cm-1处, 同时946 cm-1处出现了新的振动峰, 这些均为胞外多糖的特征峰, 表明胞外多糖也参与了菌体与GO的相互作用(周在进等, 2010).
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| 图 5 添加不同浓度石墨烯培养24 h后HPD-2菌体的红外光谱图 (a.0 mg·L-1, b. GO 20 mg·L-1, c. 100 mg·L-1, d. SG 20 mg·L-1, e.SG 100 mg·L-1) Fig. 5 FTIR spectra of HPD-2 cells after 24 h incubation with different concentrations of graphene |
相比于菌HPD-2结合GO后的红外光谱变化, 菌HPD-2与SG相互作用后多数官能团的振动峰变化较为有限, 仅有1393 cm-1处的氨基酸振动峰显著红移到1385 cm-1, 这与拉曼光谱结果一致.可能是由于SG在体系中分散性较好, 与菌体结合较少, 也表明SG与菌体表面或胞外聚合物的作用较弱.
4 结论(Conclusions)1) 石墨烯对菌HPD-2生长的影响与培养体系中营养水平、石墨烯的种类和浓度相关, 在浓度为100 mg·L-1时氧化石墨烯和磺化石墨烯均对菌HPD-2的生长具有明显的促进作用.
2) 氧化石墨烯和磺化石墨烯均能促进菌HPD-2胞外聚合物的分泌, 有利于生物膜的形成, 从而更好地抵御环境胁迫.
3) 与菌HPD-2发生相互作用会导致低浓度氧化石墨烯结构无序性增加, 较高浓度的氧化石墨烯(100 mg·L-1)与菌HPD-2发生明显的相互作用, 细胞表面蛋白质、氨基酸和胞外多糖均参与了两者之间的相互作用, 且磺化石墨烯与菌HPD-2表面的作用较弱.
Ahmed A J, Surjith A, Kateryna B, et al. 2017. Review on the antimicrobial properties of carbon nanostructures[J]. Materials, 10(9): 1066. DOI:10.3390/ma10091066 |
Ahmed F, Rodrigues D F. 2013. Investigation of acute effects of graphene oxide on wastewater microbial community:A case study[J]. Journal of Hazardous Materials, 256-257: 33-39. |
Akhavan O, Ghaderi E. 2010. Toxicity of graphene and graphene oxide nanowalls against bacteria[J]. ACS Nano, 4(10): 5731-5736. |
Akhavan O, Ghaderi E, Esfandiar A. 2011. Wrapping bacteria by graphene nanosheets for isolation from environment, reactivation by sonication, and inactivation by near-infrared irradiation[J]. Journal of Physical Chemistry B, 115(19): 6279-6288. |
Atacan K, Özacar M, Özacar M. 2018. Investigation of antibacterial properties of novel papain immobilized on tannic acid modified Ag/CuFe2O4 magnetic nanoparticles[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 109: 720-731. |
Bugli F, Cacaci M, Palmieri V, et al. 2018. Curcumin-loaded graphene oxide flakes as an effective antibacterial system against methicillin-resistant, Staphylococcus aureus[J]. Interface Focus, 8(3): 1-8. DOI:10.1098/rsfs.2017.0059 |
Chandraker K, Nagwanshi R, Jadhav S K, et al. 2017. Antibacterial properties of amino acid functionalized silver nanoparticles decorated on graphene oxide sheets[J]. Spectrochimica Acta Part A:Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 181: 47-54. |
Chong Y, Ge C, Fang G, et al. 2017. Light-enhanced antibacterial activity of graphene oxide mainly via accelerated electron transfer[J]. Environmental Science & Technology, 51(17): 10154-10161. |
Combarros R G, Collado S, Díaz M. 2016. Toxicity of graphene oxide on growth and metabolism of Pseudomonas putida[J]. Journal of Hazardous Materials, 310: 246-252. |
Efremova L V, Vasilchenko A S, Rakov E G, et al. 2015. Toxicity of graphene shells, graphene oxide, and graphene oxide paper evaluated with escherichia coli biotests[J]. BioMed Research International. DOI:10.1155/2015/107029 |
Farid M U, Jeong S, Seo D H, et al. 2018. Mechanistic insight into the in vitro toxicity of graphene oxide against biofilm forming bacteria using laser-induced breakdown spectroscopy[J]. Nanoscale, 10(9): 4475-4487. |
Gan X, Teng Y, Zhao L, et al. 2018. Influencing mechanisms of hematite on benzo(a)pyrene degradation by the PAH-degrading bacterium, Paracoccus sp.Strain HPD-2:insight from benzo(a)pyrene bioaccessibility and bacteria activity[J]. Journal of Hazardous Materials, 359: 348-355. DOI:10.1016/j.jhazmat.2018.07.070 |
Guo Z, Xie C, Zhang P, et al. 2017. Toxicity and transformation of graphene oxide and reduced graphene oxide[J]. Science of the Total Environment, 580: 1300-1308. |
Gurunathan S, Han J W, Eppakayala V, et al. 2013. Microbial reduction of graphene oxide by Escherichia coli:A green chemistry approach[J]. Colloids and Surfaces B:Biointerfaces, 102: 772-777. DOI:10.1016/j.colsurfb.2012.09.011 |
Hochella M F, Mogk D W, Ranville J, et al. 2019. Natural, incidental, and engineered nanomaterials and their impacts on the Earth system[J]. Science, 363(6434): 1-10. |
Hou W C, Lee P L, Chou Y C, et al. 2017. Antibacterial property of graphene oxide:The role of phototransformation[J]. Environmental Science Nano, 4(3): 647-657. |
黄娟, 马华, 刘艳, 等.2019.碳质纳米材料与枝孢菌KR14的相互影响研究[J/OL].环境科学学报, 39(5): 1489-1496
|
Kabiri S, Degryse F, Tran D N H, et al. 2017. Graphene oxide a new carrier for slow release of plant micronutrients[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 9(49): 43325-43335. |
Lei C, Qiaoqiao H, Wenxiao L, et al. 2018. Three-dimensional graphene-based adsorbents in sewage disposal:a review[J]. Environmental Science and Pollution Research, 25(26): 25840-25861. |
Luo Y, Yang X, Tan X, et al. 2016. Functionalized graphene oxide in microbial engineering:An effective stimulator for bacterial growth[J]. Carbon, 103: 172-180. |
Lyon D Y, Fortner J D, Sayes C M, et al. 2005. Bacterial cell association and antimicrobial activity of a C60 water suspension[J]. Environmental Toxicology and Chemistry, 24(11): 2757-2762. |
毛健, 骆永明, 滕应, 等. 2009. 一株副球菌对污染土壤中多环芳烃的降解研究[J]. 土壤, 41(3): 448-453. |
Li M, Qi X, Yu J, et al. 2019. Graphene oxide quantum dots stimulate indigenous bacteria to remove oil contamination[J]. Journal of Hazardous Materials, 366: 694-702. DOI:10.1016/j.jhazmat.2018.12.044 |
Novoselov K S, Fal'ko V I, Colombo L, et al. 2012. A roadmap for graphene[J]. Nature, 490(7419): 192-200. |
Parikh S J, Chorover J. 2006. ATR-FTIR spectroscopy reveals bond formation during bacterial adhesion to iron oxide[J]. Langmuir, 22(20): 8492-8500. |
Ren W, Chang H, Mao T, et al. 2019. Planarity effect of polychlorinated biphenyls adsorption by graphene nanomaterials:The influence of graphene characteristics, solution pH and temperature[J]. Chemical Engineering Journal, 362: 160-168. |
Ruiz O N, Fernando K A S, Wang B, et al. 2011. Graphene oxide:A nonspecific enhancer of cellular growth[J]. Acs Nano, 5(10): 8100-8107. DOI:10.1021/nn202699t |
任文杰, 滕应. 2014. 石墨烯的环境行为及其对环境中污染物迁移归趋的影响[J]. 应用生态学报, 25(9): 2723-2732. |
Song C, Yang C M, Sun X F, et al. 2017. Influences of graphene oxide on biofilm formation of gram-negative and gram-positive bacteria[J]. Environmental Science and Pollution Research, 25(3): 2853-2860. |
Wang A, Rokicka P, Kusiak-Nejman E, et al. 2018. Antibacterial properties of TiO2, modified with reduced graphene oxide[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 147: 788-793. |
王超, 许伊, 侯俊, 等. 2016. 人工纳米材料在水-生物膜体系中的环境行为与毒性效应研究进展[J]. 环境工程学报, 10(8): 3977-3985. |
王秋双, 戚兴超, 申天琳, 等. 2017. 纳米银与石墨烯对土壤微生物及土壤酶的影响[J]. 环境科学学报, 37(8): 3149-3157. |
吴波, 冯凯, 职晓阳, 等. 2017. 环境微生物组多样性及功能研究进展[J]. 中山大学学报(自然科学版), 56(5): 1-11. |
王悠. 2015. 纳米材料对环境中微生物活性的影响研究[J]. 环境科学与管理, 40(10): 63-66. |
Xie J, Ming Z, Li H, et al. 2016. Toxicity of graphene oxide to white rot fungus Phanerochaete chrysosporium[J]. Chemosphere, 151: 324-331. |
Zhang H, Da Z, Feng Y, et al. 2018. Enhancing the electricity generation and sludge reduction of sludge microbial fuel cell with graphene oxide and reduced graphene oxide[J]. Journal of Cleaner Production, 186: 104-112. |
周在进, 刘刚, 任先培. 2010. 不同产地双色牛肝菌FTIR光谱鉴别研究[J]. 光谱学与光谱分析, 30(4): 911-914. |