金屬性碳奈米管是滅菌高手 2010/10/08

金屬性碳奈米管是滅菌高手 2010/10/08


美國科學家發現，對大腸桿菌等細菌而言，同樣是碳奈米管，金屬性的比半導體性的還要毒！這項研究顯示碳管的細胞毒性(cytotoxicity)與電子結構有密切關係，這點可望用來發展抗菌塗層(antibacterial coating)，以協助醫院或其他環境進行表面消毒。

單壁式碳奈米管(SWNT)對細菌的毒性來自於其奈米結構會干擾細菌胞膜，造成細胞內部物質外漏，此外，奈米管也會氧化細胞，使其死亡。不過科學家對於單壁式碳管對細菌的殺傷力為何如此大仍未有定論。

哈佛大學的Chad Vecitis等人最近發現，對細菌而言，金屬性碳管的毒性比半導體性的還高。他們以SWNT來培育大腸桿菌，然後利用雙色染色法來檢查，其中一種染料只會讓胞膜受干擾的細胞DNA染色，另一種則會將所有細胞的DNA都染色，藉此了解有多少大腸桿菌仍存活，最後再以掃描式電子顯微鏡驗證。

Vecitis的團隊表示，金屬性碳管的毒性比半導體性還高，是因為它們與生物分子有更多交互作用，該團隊證實金屬性碳管氧化細胞內重要的穀胱甘肽(glutathione)，程度上比半導體性碳管大得多，這點很可能是金屬性碳管滅菌能力的根源。

金屬性碳管可以用來製作醫院所需的抗菌塗層的毒性，透過表面消毒來降低病患間的診間感染，也可以製成薄膜，協助降低其他環境中的生物淤積(biofouling)。反過來說，SWNT污染也會對水相生態系統
帶來傷害，應該進行更多的風險評估。Vecitis指出他們目前只對大腸桿菌做過實驗，應進一步探討SWNT的毒性是否對細菌都通用，還是只針對特定菌種。詳見ACS Nano | DOI: 10.1021/nn101558x。