休斯頓-(2020年7月20日)-石墨烯防護層可幫助顆粒破壞廢水處理廠中的抗生素抗性細菌和自由漂浮的抗生素抗性基因。
可以將賴斯大學開發的新策略視為“包裝，誘集和打擊”。
賴斯環境科學家佩德羅·阿爾瓦雷斯(Pedro Alvarez)和上海同濟大學環境工程教授張亞磊的實驗室在Elsevier雜誌《水研究》中介紹了用氧化石墨烯包裹的微球。
自2013年在廢水處理廠首次發現具有抗藥性的“超級細菌”以來，Alvarez及其合作伙伴位於賴斯的基於納米技術的水處理納米系統工程研究中心(NEWT)。
阿爾瓦雷斯説：“已知超級細菌會在廢水處理廠中繁殖，並在對廢水進行消毒時被殺死，從而釋放出細胞外抗生素抗性基因(ARG)。”“這些ARG隨後被釋放，並可能在接收環境中轉化本地細菌，這些細菌成為抵抗組的庫。
他説：“我們的創新將最大程度地減少細胞外ARG的排放，從而減輕廢水處理廠對抗生素耐藥性的傳播。”
賴斯實驗室展示了其領域-摻有氮摻雜氧化石墨烯的鉍，氧和碳的核心-滅活了多重耐藥性大腸桿菌細菌，並降解了二級廢水中降解的質粒編碼的抗生素抗性基因。
石墨烯包裹的球體產生的活性氧(ROS)是單獨的球體的三倍，從而殺死了廢水中的鼻涕。
球體本身是光催化劑，當暴露在光下時會產生ROS。實驗室測試表明，包裹球體使ROS清除劑降低其消毒溶液能力的能力降至最低。
研究人員説，對貝殼進行氮摻雜可以提高它們捕獲細菌的能力，從而使催化球有更多的時間殺死它們。然後，增強的顆粒會立即捕獲並降解死細菌釋放的抗性基因，然後將其污染廢水。
賴斯布朗工程學院的博士後研究副研究員餘平峯説：“通過增強細菌表面和殼之間的疏水相互作用，包裹了對微球的細菌親和力。”“這減輕了ROS被背景成分的稀釋和清除，並促進了被釋放的ARG的立即捕獲和降解。”
於説，由於包裹的球體足夠大，可以從消毒的廢水中過濾掉，因此可以重複使用。測試表明，球體的光催化活性相對穩定，在10個循環後活性沒有明顯下降。這明顯好於相同球體的循環壽命減去包角。