细菌感染一直被认为是人类健康的最大威胁之一。然而，由于耐多药细菌的传播和扩散，目前的可用抗生素的数量和种类的储备都存在不足，故而需要探索新的抗菌剂。
纳米抗菌剂的出现展示了杀灭细菌的一种新策略。与普通抗生素相比，纳米抗菌剂具有以下两个优点：1）对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌普遍具有杀灭作用；2）纳米抗菌剂具有极高的稳定性从而对细菌生长的预防具有持久的作用效用。
抗生素的抗菌机制与纳米抗菌剂存在明显的区别。抗生素是通过抑制细菌中目标生物分子（包括细胞壁，DNA和蛋白质）的合成来防止细菌生长；然而，纳米抗菌剂则是通过破坏薄膜膜和氧化应激反应以及与胞质分子（脂质，蛋白质，DNA等）的相互作用等机制来杀死细菌。
氧化石墨烯（GO）在许多研究领域中都备受关注，而在抗菌应用领域反应尤为强烈。
一篇作为期刊科学通报封面文章的综述中（“氧化石墨烯的抗菌应用：构效关系，分子引发机制和生物安全性”），主要讨论了GO诱导的细菌杀伤中涉及的构效关系（SARs）杀伤，分子引发机理（MIE）以及GO在抗菌应用中的生物安全性等关键问题。
这篇综述的作者包括：苏州大学放射医学与跨学科科学学院的李瑞斌；中国科学院广州生物医药与健康研究所的曾凌文。GO具有独特的二维（2D）蜂窝状疏水平面结构和亲水基团，其边缘含有羧基（-COOH）和羟基（-OH）基团，使其有备优异的抗菌活性。
在诸多抗菌机制中，该综述中特别总结了GO与细菌膜之间的相互作用，尤其是MIEs的重要作用（与生物分子的氧化还原反应，细菌薄膜的机械破坏以及细胞外代谢物的催化作用）。
这篇综述还将GO对细菌膜的物理化学作用进行了详尽的讨论，如磷脂过氧化、插入、包裹和捕获效应，脂质提取以及由GO诱导产生的自由基。
除此之外，这篇综述不仅讨论了氧化石墨烯尺寸形状和表面功能对抗菌活性的影响，并借以阐述SARs，还总结了可用于生物医学、环境和食品工程应用的抗菌纳米产品。
GO在生物医学领域的生物安全性也备受关注，考虑到GO作为基体的抗菌剂直接暴露于人体细胞可能会引起不良的有害效应。因此，在使用有GO涂层的生物医学装置时，必须密切注意GO的渗漏和释放。
在文章的最后，这篇综述提出了对未来抗菌剂的美好展望，并提出了将GO用作新型纳米抗菌剂将要面临的挑战，譬如需要掌握GO细菌界面发生的相互作用；需要探索GO基纳米复合材料以达到协同抗菌效果；以及如何将用于抗菌用途的GO生产固定化等诸多核心问题。
文章来自nanowerk
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