石墨烯由紧密排列成二维结构的扁平单层碳原子组成蜂窝格子，是衍生石墨材料的基本结构，在材料科学、生物技术和生物检测等领域引起广泛关注。石墨烯基材料中，氧化石墨烯（GO）基材料具有高比表面积，含有丰富的活性氧官能团，包括羧基、羰基、环氧基和羟基结构。且石墨烯材料对各类细菌具有抗菌活性。磁性纳米颗粒嵌入石墨烯片可限制石墨烯片各层间的团聚和重新堆叠，促进石墨烯层的稳定，增加表面积。
台湾科技大学Yang研究团队在材料科学领域期刊Nanomaterials在线发表了题为“Magnetic Graphene-Based Sheets for Bacteria Capture and Destruction Using a High-Frequency Magnetic Field”的文章，制备磁性纳米颗粒修饰的磁性还原氧化石墨烯（MRGO），并在高频磁场下检测其对金黄色葡萄球菌等病原菌的抗性。研究发现，MRGO的磁化能约为20 emu/g，可实现磁性石墨烯与水溶液的分离。磁场依赖性磁化曲线是可逆的，MRGO和磁性氧化铁纳米颗粒是具有零矫顽力和零剩磁的超顺磁性材料。无磁场下，MRGO因其表面氧基官能团在水溶液中分散性良好，而磁场环境下，则可收集MRGO用于微生物的磁性分离。此外，MRGO表面具有高负电荷，纳米颗粒间的高静电斥力，防止其聚集，使MRGO具有高稳定性。将MRGO置于金黄色葡萄球菌培养液中，细菌菌落数量显著减少， MRGO的官能团密度和表面积较高，增强与金黄色葡萄球菌的接触和相互作用，同时细菌可在石墨烯基材料表面沉降，MRGO可有效捕获细菌。细菌与石墨烯基材料间的电荷转移增强了石墨烯基材料的抗菌活性，阻断培养液中营养物质的消耗导致细菌死亡。而在磁场环境下，则可分离MRGO上捕获的细菌。在15 kHz高频磁场下，GO材料不会升温，温度保持在25 ℃，而MRGO暴露20 min后，材料温度升高至42 ℃。与GO相比，高频磁场下，MRGO可显著减少细菌菌落数，从105下降至102，可杀死99.9%的细菌。磁场技术与新型材料相结合，为生物技术、表面杀菌等领域提供了一种新思路。
参考文献
https://doi.org/10.3390/nano10040674
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