金纳米颗粒增强石墨烯量子点的合成及其在抗MRSA感染中的高效抗菌应用

为解决抗生素耐药性问题，研究人员通过γ辐照法将金纳米颗粒(AuNPs)原位合成于石墨烯量子点(GQDs)表面，开发出新型复合抗菌材料。该材料对MRSA表现出显著抗菌活性，同时具备优异生物相容性（溶血率<2%，细胞存活率>80%），为抗感染治疗提供了新策略。

　　

随着抗生素滥用导致的耐药菌株激增，全球正面临"后抗生素时代"的严峻挑战。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)等"超级细菌"的出现，使得传统抗生素治疗效果急剧下降。无机纳米材料因其稳定性高、不易诱发耐药性等特点，成为抗感染研究的新方向。其中，石墨烯量子点(GQDs)凭借超小尺寸(<100nm)、优异水分散性和可调控荧光特性，在光动力疗法(PDT)中展现出独特优势——通过光激发产生活性氧(ROS)直接破坏微生物酶系统。而金纳米颗粒(AuNPs)则能通过膜破坏和氧化应激增强抗菌效果，两者结合有望突破现有技术瓶颈。

来自塞尔维亚贝尔格莱德大学等机构的研究团队创新性地采用γ辐照技术，在氯金酸(HAuCl₄)和异丙醇(IPA)混合体系中，通过1-20kGy剂量辐照一步合成GQDs-AuNPs复合材料。研究证实该材料对MRSA具有显著抑制作用，同时保持优异生物相容性，相关成果发表于《Journal of Drug Delivery Science and Technology》。

关键技术包括：γ辐照合成法（避免高温和还原剂）、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)定量金元素、动态光散射(DLS)分析粒径、zeta电位测定、扫描电镜-能谱联用(SEM-EDS)表征形貌、FTIR和TGA分析官能团、MTT法检测细胞毒性，以及使用健康志愿者血液样本（经伦理委员会批准）进行溶血实验。

【材料表征】
UV-Vis光谱显示GQDs-AuNPs在260nm处出现特征吸收肩峰，证实AuNPs成功修饰。ICP-OES检测到最高金浓度达11.14μg/mL（1kGy辐照的GQD-cys-AuNPs）。SEM显示10-20kGy剂量下会出现颗粒聚集，提示需优化辐照参数。

【生物相容性】
溶血实验显示所有样品溶血率<2%，MTT检测表明80%以上细胞保持活性，证实材料安全性。FTIR证实材料含丰富含氧官能团（最高氧含量42.20%），这些基团增强材料亲水性和生物相容性。

【抗菌机制】
复合材料的协同作用表现为：GQDs通过PDT效应产生¹O₂等ROS破坏细菌酶系统，AuNPs则引发膜脂质过氧化，两者共同导致MRSA死亡。相较于单独组分，复合材料在250μL(20mg/mL)浓度下即可实现完全杀菌。

该研究开创性地将γ辐照技术应用于GQDs-AuNPs的一步合成，不仅简化制备流程，更通过精确控制辐照剂量（1-20kGy）调控纳米颗粒尺寸分布。特别值得注意的是，GQDs载体有效防止AuNPs聚集，10kGy辐照样品展现出最佳均一性。研究成果为开发非抗生素依赖的新型抗菌剂提供了重要参考，其低毒性、高兼容性特点尤其适合创面敷料、医疗器械涂层等临床应用。团队后续将重点优化辐照参数与表面修饰策略，进一步提升材料在复杂生物环境中的稳定性与靶向性。