石墨烯的防護(hù)罩可以幫助顆粒摧毀污水處理廠中的抗生素耐藥菌和自由漂浮的抗生素耐藥基因。萊斯大學(xué)環(huán)境科學(xué)家Pedro Alvarez和上海同濟(jì)大學(xué)環(huán)境工程教授Yalei Zhang的實(shí)驗(yàn)室在愛思唯爾雜志《Water Research》上介紹了用氧化石墨烯包裹的微球。

自從2013年首次在污水處理廠中發(fā)現(xiàn)抗生素耐藥的 "超級(jí)細(xì)菌 "以來，Alvarez和他在位于萊斯的納米系統(tǒng)工程研究中心（NEWT）的伙伴們一直致力于研究如何消滅這些細(xì)菌。

"已知超級(jí)細(xì)菌在污水處理廠中繁殖，并在污水消毒時(shí)被殺死時(shí)釋放細(xì)胞外抗生素抗性基因（ARG），"Alvarez說。"這些ARG隨后被排出，可能會(huì)轉(zhuǎn)變接收環(huán)境中的本土細(xì)菌，成為抗生素庫(kù)。我們的創(chuàng)新點(diǎn)是最大限度地減少細(xì)胞外ARG的排放，從而減輕污水處理廠抗生素耐藥性的傳播。"

萊斯實(shí)驗(yàn)室展示了其用摻氮石墨烯氧化物包裹鉍、氧和碳的球體核心，可以滅活二級(jí)廢水中的耐多藥大腸桿菌和抗生素耐藥基因。與單獨(dú)使用球體相比，石墨烯包裹的球體通過產(chǎn)生三倍于球體的活性氧物種（ROS）來殺死污水中的細(xì)菌。

球體本身是光催化劑，在光照下會(huì)產(chǎn)生ROS。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試表明，包裹球體可以最大限度地減少ROS清除劑的能力，以抑制其對(duì)溶液的消毒能力。

研究人員表示，對(duì)外殼進(jìn)行氮摻雜可以提高它們捕獲細(xì)菌的能力，使催化球體有更多的時(shí)間來殺死它們。然后，增強(qiáng)的顆粒會(huì)在死亡的細(xì)菌污染污水之前，立即捕獲并降解它們釋放的抗性基因。

"包裹通過增強(qiáng)細(xì)菌表面和外殼之間的疏水性相互作用，改善了細(xì)菌對(duì)顆粒球的親和力，"共同首席作者，萊斯大學(xué)布朗工程學(xué)院博士后研究助理Pingfeng Yu說。"這減輕了背景成分對(duì)ROS的稀釋和清除，并促進(jìn)了釋放的ARGs的直接捕獲和降解。"

Yu說，由于包裹的球體足夠大，可以從消毒后的污水中過濾出來，因此可以重復(fù)使用。測(cè)試表明，球體的光催化活性相對(duì)穩(wěn)定，10次循環(huán)后活性沒有明顯下降。這明顯優(yōu)于相同球體減去包膜后的循環(huán)壽命。

論文標(biāo)題為《Hierarchical Bi2O2CO3 wrapped with modified graphene oxide for adsorption-enhanced photocatalytic inactivation of antibiotic resistant bacteria and resistance genes》。

作者：科技報(bào)告與資訊　　來源： 科技報(bào)告與資訊