《Inorganic Chemistry Communications》：Comparative antiviral properties of GO and rGO nanocomposites modified with AuNPs and ZnO against dengue virus type 3
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•通过微波辅助合成制备了基于氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（rGO）的金（Au）和锌（Zn）纳米复合材料。•含氧官能团对抗登革病毒3型（DENV-3）活性至关重要。•在5 μg/mL浓度下，GO–Au和GO–Zn可将DENV-3 RNA减少高达96.0%和89.9%。•G
• 通过微波辅助合成制备了基于氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（rGO）的金（Au）和锌（Zn）纳米复合材料。
• 含氧官能团对抗登革病毒3型（DENV-3）活性至关重要。
• 在5 μg/mL浓度下，GO–Au和GO–Zn可将DENV-3 RNA减少高达96.0%和89.9%。
• GO纳米复合材料通过胞外和胞内效应抑制DENV-3。
引言 自COVID-19大流行以来，人们对有效抗病毒药物开发的迫切需求日益关注[1]。COVID-19造成的巨大破坏暴露了现有抗病毒治疗的局限性，并强调了开发新型抗病毒策略的重要性[2]。除了COVID-19之外，许多病毒仍然缺乏有效治疗方法，包括登革病毒（DENV）。截至2019年，尽管已鉴定出超过220种病毒病原体，但仅有10种病毒类型有可用的抗病毒药物[3]。因此，抗病毒研究迅速发展。2020年至2024年间，ScienceDirect上发表了约47,350篇抗病毒相关文章，超过了前一个十年（2009–2019年）发表的47,000余篇。
随着抗病毒研究的增长，石墨烯基纳米材料因其大表面积、可调节的表面化学性质以及与生物膜的强相互作用而作为潜在的抗病毒平台获得了广泛关注[4]、[5]、[6]。先前的研究表明，石墨烯衍生物，特别是氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（rGO），对多种病毒表现出广谱抗病毒活性，包括甲型流感病毒、猫冠状病毒（FcOV）、传染性支气管炎病毒（IBDV）、人类免疫缺陷病毒（HIV）、伪狂犬病毒（PRV）、猪流行性腹泻病毒（PEDV）和单纯疱疹病毒1型（HSV-1）[7]、[8]。
尽管取得了这些令人鼓舞的结果，但对石墨烯基抗病毒纳米复合材料的研究仍然很少。近期的研究主要集中在将石墨烯衍生物与生物活性分子（如姜黄素）和金属纳米颗粒（包括银GO–Ag、磁铁矿SMRGO和铜rGO-Cu）进行功能化，从而增强了抗多种病毒的活性[9]、[10]、[11]、[12]、[13]。然而，尽管金纳米颗粒（AuNPs）和氧化锌（ZnO）均已知具有强抗病毒活性[14]，但用金纳米颗粒（GO/rGO-Au）或氧化锌（GO/rGO–ZnO）修饰的石墨烯却鲜受关注。AuNPs通过阻断病毒附着来抑制HSV-1和流感等病毒，同时由于其化学惰性而保持良好的生物相容性[15]、[16]。与此同时，ZnO通过多种机制表现出抗病毒活性，包括与病毒颗粒直接相互作用以及释放Zn2+ 离子干扰病毒基因组复制，对SARS-CoV-2和流感病毒等多种病毒有效[17]、[18]、[19]。AuNPs和ZnO的对比特性表明，将它们纳入GO或rGO可能导致不同的抗病毒机制，而这方面研究尚不充分。
此外，含氧官能团在调控氧化石墨烯（GO）抗病毒活性中的作用仍知之甚少。尽管迄今为止报道的大多数石墨烯基抗病毒纳米复合材料主要基于还原氧化石墨烯（rGO），但尚无研究系统比较修饰GO与修饰rGO的抗病毒性能[9]、[12]。这一区别很重要，因为GO的还原过程会显著降低含氧表面官能团的密度，而这些官能团被认为通过静电捕获和吸附介导的病毒灭活发挥关键的抗病毒作用[1]、[7]。这些官能团的丧失还可能降低水溶性、生物利用度和生物相容性[1]、[4]。因此，还原过程最终是增强还是削弱抗病毒效力仍不清楚，这凸显了石墨烯基抗病毒纳米材料设计中的一个关键知识空白。
另一方面，石墨烯材料的研究迄今为止局限于少数几种病毒。特别是，DENV作为一种与PEDV和SARS-CoV-2类似的包膜RNA病毒，在该领域的研究中很少被涉及[1]、[20]。DENV仍是印度尼西亚的主要公共卫生问题，每年导致约25万人感染，2024年造成超过1,400人死亡[21]。在四种DENV血清型中，DENV-3是目前在印度尼西亚占主导地位的流行血清型，并与近期几次重大疫情有关[22]、[23]。
因此，本研究旨在合成和评价GO–Au、rGO–Au、GO–ZnO和rGO–ZnO纳米复合材料对DENV-3的抗病毒活性。石墨烯材料采用简单的微波辅助合成法制备，可实现不同氧化程度石墨烯材料的高效生产。随后，使用CCK-8试剂盒在Vero细胞中评估其细胞毒性，通过逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）和间接免疫荧光法（IFA）评估抗病毒活性。此外，采用透射电子显微镜（TEM）研究了DENV-3颗粒与GO–Au和GO–ZnO纳米复合材料的相互作用。基于这些结果，提出并讨论了石墨烯基纳米复合材料的潜在抗病毒机制。研究发现，GO基纳米复合材料对DENV-3表现出有前景的抗病毒活性，重要的是，未还原的GO基纳米复合材料优于其还原 counterparts。这些结果凸显了含氧官能团在调控石墨烯基纳米材料抗病毒效力中的关键作用，并为石墨烯衍生抗病毒平台的合理设计提供了有价值的见解。
章节摘要 GO的合成及AuNPs和ZnO的功能化 GO按照我们之前的方法从膨胀石墨合成[24]，详细程序见补充材料（SI）。所得GO随后通过微波辅助法与AuNPs和ZnO进行功能化，制备GO–Au、rGO–Au、GO–ZnO和rGO–ZnO纳米复合材料。
GO–Au和rGO–Au的合成遵循我们此前报道的方法[25]。简要而言，将25 mg GO分散在50 mL去离子水（DI水）中（0.5 mg/mL），超声处理1.5 h。随后加入3 mL HAuCl?
石墨烯纳米复合材料的表征 为合成GO-Au、GO-ZnO、rGO-Au和rGO-ZnO石墨烯基纳米复合材料，采用简单的微波辅助合成法，以抗坏血酸为还原剂。微波辅助合成提供了快速反应，取代了传统加热方式，而抗坏血酸已被证明是一种强绿色还原剂，使反应在几分钟内即可完成[28]。表S1总结了通过改变变量以合成目标纳米复合材料的合成条件。
其
结论 本研究证明了简单的微波辅助合成法可用于在几分钟内制备AuNPs和ZnO修饰的石墨烯纳米复合材料。所合成的GO–Au和GO–ZnO纳米复合材料在低浓度下对Vero细胞中的DENV-3表现出强体外抑制活性，突显了AuNPs和ZnO修饰对GO抗病毒活性的贡献。在测试的材料中，GO–Au表现出最具前景的综合性能，兼具强
CRediT作者贡献声明 Pandji Zamzami Fathurrohman： 初稿撰写、方法论、形式分析、数据整理。Nastiti Wijayanti： 审稿与编辑、验证、监督、概念构思。Yoshimasa Amano： 审稿与编辑、监督。Motoi Machida： 审稿与编辑、监督、资源提供。Natsuho Sato： 形式分析、数据整理。Eko Sri Kunarti： 监督、资源提供。Sri Juari Santosa： 审稿与编辑、监督、项目管理、资金支持。
利益冲突声明 作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争经济利益或个人关系。
致谢 本工作得到了印度尼西亚共和国研究与高等教育部通过优秀学生硕士升博士教育项目（PMDSU）的资助（项目编号：2077/UN1/DITLIT/PT.01.03/2024）。作者感谢千叶大学千叶碘资源创新中心（CIRIC）提供XPS测量方面的协助。
Pandji Zamzami Fathurrohman Pandji Zamzami Fathurrohman是一位专注于功能性材料的合成、表征及生物医学应用开发的化学家和研究人员。他本科和博士学位均毕业于印度尼西亚加查马达大学（UGM）化学系。他的研究聚焦于石墨烯基纳米材料和纳米复合材料在生物医学领域的应用，包括抗氧化、抗菌、细胞毒性和抗病毒
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