control and more facile investigati

control and more facile investigation of bio–nano interactions. However, simplified bacteria systems are not always proper indicators of toxicity in more complex systems [11]. Monitoring bacteria viability is of special importance for assessing the environmental impact of carbon nanomaterials [12]. In their review paper, Mauter and Elimelech discuss the implications of several environmental applications for carbon nanomaterials [13]. In the same vein, carbon nanomaterials can be potentially utilized for disinfection and microbial control [14], for the development of novel antibacterial materials like antibacterial graphene-based paper [15], antibacterial fabrics [16,17], antibacterial wound healing materials [18] or other multifunctional materials [19].
2. Inherent Antibacterial Properties of Carbon Nanomaterials
A quick literature survey reveals that virtually all carbon nanomaterials are able to show antibacterial properties (Figure 1). However, as will be detailed below, the antibacterial activity of CNMs is strongly dependent on surface chemistry, which determines critical factors such as hydrophobicity or oxidation power. This section deals with the inherent antibacterial properties of CNMs. Here, we include properties that originate from standard pretreatment methods, e.g., the use of oxygenating acids that are sometimes used for purification and, at the same time, alter the surface chemistry of the respective materials. Intentional functionalization by more sophisticated methods, which can be used to tailor antibacterial properties of CNMs, will be addressed in the subsequent section. The dispersion state of the colloidal materials is another critical factor as it directly impacts surface contact and bioavailability for bacteria. The dispersion state is also strongly dependent on pretreatment, as well as the presence of additives that might be introduced to stabilize the usually very hydrophobic CNMs in an aqueous dispersion or in biological medium.


Figure 1. The different allotropes of nanocarbon and their antibacterial action (adapted from [13], with permission from the American Chemical Society 2008).

For the described studies, bacterial viability was assessed via the expression of stress-related genes [20] or via the minimum inhibitory concentration based on colony forming units [21–24]. A direct inter-study comparison of the effect of the nanomaterial on bacteria viability is usually not possible, since biological test systems differed significantly, including nanomaterial dosages and exposure times [10].
2.1. Graphene
Graphene is a monomolecular layer of carbon that is linked via sp2 bonds. Despite its many interesting properties, individual graphene sheets were first prepared as late as 2003 [25], triggering a vibrant and rapidly developing research field. However, dispersing the extremely hydrophobic material proved to be a challenge. In the last years, several dispersing methods for graphene were

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การควบคุมและการตรวจสอบปฏิสัมพันธ์ไบโอนาโนร่มมาก อย่างไรก็ตาม แบคทีเรียง่ายระบบไม่ได้เสมอตัวบ่งชี้ที่เหมาะสมของความเป็นพิษในระบบที่ซับซ้อนมากขึ้น [11] ตรวจสอบศักยภาพแบคทีเรียมีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับการประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อมของ nanomaterials คาร์บอน [12] ในการรีวิวกระดาษ Mauter และ Elimelech อภิปรายผลกระทบของสิ่งแวดล้อมหลากหลายสำหรับคาร์บอน nanomaterials [13] ในหลอดเลือดดำเดียว คาร์บอน nanomaterials อาจวุ่นวายสำหรับฆ่าเชื้อและการควบคุมจุลินทรีย์ [14], สำหรับการพัฒนาของวัสดุต้านแบคทีเรียนวนิยายเช่นกระดาษใช้ graphene แบคทีเรีย [15], ต้านเชื้อแบคทีเรียต้านเชื้อแบคทีเรียผ้า [16,17], แผลการรักษาวัสดุ [18] หรืออื่น ๆ โดยวัสดุ [19]2. โดยธรรมชาติคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียของ Nanomaterials คาร์บอนการสำรวจวรรณกรรมด่วนเผยว่า nanomaterials คาร์บอนเกือบทั้งหมดจะสามารถแสดงคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรีย (ภาพที่ 1) อย่างไรก็ตาม จะมีรายละเอียดด้านล่าง การต้านแบคทีเรียของ CNMs เป็นขอพึ่งเคมีพื้นผิว ซึ่งกำหนดปัจจัยที่สำคัญเช่น hydrophobicity หรือพลังงานเกิดออกซิเดชัน ส่วนนี้เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติต้านแบคทีเรียโดยธรรมชาติของ CNMs ที่นี่ เรามีคุณสมบัติที่มาจากวิธีการเตรียมมาตรฐาน เช่น ใช้ทำออกซิเจนกรดที่บางครั้งใช้สำหรับฟอก และ พร้อมกัน เปลี่ยนพื้นผิวทางเคมีของวัสดุนั้น ๆ Functionalization เจตนา โดยวิธีที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งสามารถใช้ปรับแต่งคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียของ CNMs จะได้รับในส่วนต่อมา รัฐกระจายวัสดุ colloidal เป็นอีกปัจจัยที่สำคัญเป็นมันผลกระทบติดต่อพื้นผิวและดูดซึมเชื้อแบคทีเรียโดยตรง รัฐกระจายก็ขอพึ่งปรับสภาพ เช่นเดียวกับการปรากฏตัวของวัตถุเจือปนที่อาจนำมาใช้เพื่อรักษาเสถียรภาพ CNMs มักจะเหนียวเหนอะหนะ ในการกระจายน้ำ หรือกลางทางชีวภาพรูปที่ 1 การ allotropes แตกต่างกันของ nanocarbon และการดำเนินการต้านเชื้อแบคทีเรีย (ดัดแปลงมาจาก [13], ได้รับอนุญาตจาก 2008 สมาคมเคมีอเมริกัน)ศึกษาอธิบาย ชีวิตแบคทีเรียถูกประเมิน ผ่านการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับความเครียด [20] หรือความเข้มข้นยับยั้งขั้นต่ำที่อิงสร้างอาณานิคมหน่วย [21-24] การเปรียบเทียบระหว่างการศึกษาโดยตรงผลของ nanomaterial แบคทีเรียชีวิตมักไม่ได้ เนื่องจากระบบการทดสอบทางชีวภาพแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ โด nanomaterial และแสงครั้ง [10]2.1. กราฟีนกราฟีนเป็นชั้น monomolecular ของคาร์บอนที่เชื่อมโยงผ่านพันธบัตร sp2 แม้ มีคุณสมบัติที่น่าสนใจมาก แผ่นแกรฟีนละก่อนจัดทำอย่างช้าที่สุด 2003 [25], เรียกความสดใส และฟิลด์การวิจัยพัฒนาอย่างรวดเร็วขึ้น อย่างไรก็ตาม สลายวัสดุเหนียวเหนอะหนะมากพิสูจน์เป็นความท้าทาย ในปีที่ผ่านมา วิธีการสลายต่าง ๆ สำหรับกราฟีนได้

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การควบคุมและการตรวจสอบได้อย่างง่ายดายมากขึ้นของการมีปฏิสัมพันธ์ทางชีวภาพนาโน อย่างไรก็ตามระบบง่ายแบคทีเรียไม่ได้เสมอตัวชี้วัดที่เหมาะสมของความเป็นพิษในระบบที่ซับซ้อนมากขึ้น [11] การตรวจสอบความมีชีวิตของเชื้อแบคทีเรียที่มีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับการประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อมของวัสดุนาโนคาร์บอน [12] ในกระดาษทบทวน Mauter และ Elimelech หารือเกี่ยวกับผลกระทบของการใช้งานหลายด้านสิ่งแวดล้อมสำหรับวัสดุนาโนคาร์บอน [13] ในหลอดเลือดดำเดียวกัน, วัสดุนาโนคาร์บอนสามารถนำไปใช้สำหรับการฆ่าเชื้อที่อาจเกิดขึ้นและการควบคุมจุลินทรีย์ [14] สำหรับการพัฒนาวัสดุต้านเชื้อแบคทีเรียเช่นนวนิยาย graphene ตามกระดาษต้านเชื้อแบคทีเรีย [15], ผ้าต้านเชื้อแบคทีเรีย [16,17] รักษาแผลต้านเชื้อแบคทีเรียวัสดุ [ 18] หรือวัสดุอื่น ๆ [19]
2. แฝงแบคทีเรียคุณสมบัติของวัสดุนาโนคาร์บอน
จากการสำรวจวรรณกรรมอย่างรวดเร็วพบว่าแทบทุกวัสดุนาโนคาร์บอนสามารถที่จะแสดงคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรีย (รูปที่ 1) อย่างไรก็ตามในขณะที่จะมีรายละเอียดด้านล่างฤทธิ์ต้านแบคทีเรียของ CNMs จะขึ้นอยู่กับพื้นผิวทางเคมีซึ่งกำหนดปัจจัยที่สำคัญเช่นไฮโดรหรืออำนาจออกซิเดชัน ในส่วนนี้จะเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียโดยธรรมชาติของ CNMs ที่นี่เรารวมคุณสมบัติที่มาจากวิธีการปรับสภาพมาตรฐานเช่นการใช้ออกซิเจนกรดที่บางครั้งใช้สำหรับการทำให้บริสุทธิ์และในเวลาเดียวกันการเปลี่ยนแปลงทางเคมีพื้นผิวของวัสดุที่เกี่ยวข้อง functionalization เจตนาโดยวิธีการที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งสามารถนำมาใช้ในการปรับแต่งคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียของ CNMs จะได้รับการแก้ไขในส่วนที่ตามมา รัฐกระจายของวัสดุคอลลอยด์เป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่สำคัญเป็นผลกระทบโดยตรงต่อผิวสัมผัสและการดูดซึมของแบคทีเรีย รัฐกระจายนอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับการปรับสภาพเช่นเดียวกับการปรากฏตัวของสารเติมแต่งที่อาจจะนำมาใช้ในการรักษาเสถียรภาพมักจะไม่ชอบน้ำมาก CNMs ในการกระจายน้ำหรือในสื่อทางชีวภาพ


รูปที่ 1 allotropes แตกต่างกันของ nanocarbon และการกระทำของพวกเขาต้านเชื้อแบคทีเรีย (ดัดแปลงมาจาก [13] ได้รับอนุญาตจากสมาคมเคมีอเมริกัน 2008)

สำหรับการศึกษาอธิบายที่มีศักยภาพของแบคทีเรียได้รับการประเมินผ่านการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับความเครียด [20] หรือผ่านความเข้มข้นของการยับยั้งขั้นต่ำขึ้นอยู่กับอดีตอาณานิคมหน่วย [21-24] การเปรียบเทียบระหว่างการศึกษาโดยตรงจากผลของวัสดุนาโนแบคทีเรียมีชีวิตมักจะเป็นไปไม่ได้เนื่องจากระบบทดสอบทางชีวภาพอย่างมีนัยสำคัญที่แตกต่างกันรวมทั้งปริมาณวัสดุนาโนและเวลาการเปิดรับแสง [10]
2.1 แกรฟีน
แกรฟีนเป็นชั้น monomolecular ของคาร์บอนที่มีการเชื่อมโยงผ่านพันธบัตร SP2 แม้จะมีคุณสมบัติที่น่าสนใจของหลายแผ่นแกรฟีนของแต่ละบุคคลได้จัดทำขึ้นเป็นครั้งแรกในช่วงปลายปี 2003 [25] วิกฤติวิจัยภาคสนามที่สดใสและการพัฒนาอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตามการกระจายวัสดุที่ไม่ชอบน้ำมากพิสูจน์ให้เห็นว่าเป็นสิ่งที่ท้าทาย ในปีที่ผ่านมาวิธีการกระจายหลายประการสำหรับกราฟีนเป็น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ควบคุมและตรวจสอบง่ายของนาโนไบโอ และการมีปฏิสัมพันธ์ อย่างไรก็ตาม จีนจะไม่เสมอที่เหมาะสมแบคทีเรียระบบตัวชี้วัดความเป็นพิษในระบบที่ซับซ้อนมากขึ้น [ 11 ] การตรวจสอบความมีชีวิต แบคทีเรียที่สำคัญเป็นพิเศษสำหรับการประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อมของคาร์บอน nanomaterials [ 12 ] ในความคิดเห็นของพวกเขาและกระดาษ mauter Elimelech หารือผลกระทบของหลายโปรแกรมสิ่งแวดล้อมคาร์บอน nanomaterials [ 13 ] ในหลอดเลือดดำเดียวกัน nanomaterials คาร์บอนสามารถที่อาจใช้เพื่อฆ่าเชื้อจุลินทรีย์และการควบคุม [ 14 ] เพื่อพัฒนาวัสดุใหม่ เช่น แบคทีเรียแบคทีเรียกราฟีนตามกระดาษ [ 15 ] แบคทีเรียอันเป็นผ้า [ ] , antibacterial รักษาบาดแผลวัสดุหรือวัสดุอื่น ๆ [ 18 ] โดย [ 19 ]2 . ในการคุณสมบัติของ nanomaterials คาร์บอนการสำรวจวรรณกรรมอย่างรวดเร็ว พบว่า เกือบทั้งหมด nanomaterials คาร์บอนสามารถแสดงคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรีย ( รูปที่ 1 ) อย่างไรก็ตาม จะมีรายละเอียดด้านล่าง , ฤทธิ์ต้านแบคทีเรียของ cnms ขอพึ่งพาเคมีพื้นผิวซึ่งจะกำหนดปัจจัยที่สำคัญ เช่น ความไม่ชอบ หรือพลังงานปฏิกิริยา ส่วนนี้เกี่ยวข้องกับแบคทีเรียคุณสมบัติโดยธรรมชาติของ cnms . ที่นี่เรารวมคุณสมบัติที่มาจากวิธีการมาตรฐาน เช่น ใช้เพิ่มออกซิเจนกรดที่ใช้บางครั้งเพื่อบำบัดน้ำเสีย และในเวลาเดียวกัน , การปรับเปลี่ยนพื้นผิวเคมีของวัสดุนั้นๆ ตั้งใจ functionalization โดยวิธีการที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งสามารถใช้เพื่อปรับแต่งคุณสมบัติ antibacterial ของ cnms , จะถูกระบุไว้ในส่วนถัดไป การกระจายของวัสดุจึงเป็นอีกปัจจัยที่สำคัญโดยตรงต่อพื้นผิวและการติดต่อสำหรับแบคทีเรีย การกระจายของรัฐยังขอขึ้นก่อน รวมทั้งการแสดงตนของวัตถุเจือปนที่อาจแนะนำให้ทรงปกติมาก ) cnms ในการแพร่กระจายน้ำ หรือในอาหารชีวภาพรูปที่ 1 ที่แตกต่างกันของนาโนคาร์บารื้อถอนและแบคทีเรีย ( ดัดแปลงจาก [ 13 ] , ได้รับอนุญาตจากสมาคมเคมีอเมริกัน 2008 )สำหรับอธิบายศาสตร์ แบคทีเรียสามารถถูกประเมินผ่านการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับความเครียด [ 20 ] หรือผ่านการแสดงนิทรรศการจากหน่วย 21 – 24 ] [ สร้างอาณานิคม การเปรียบเทียบโดยตรงระหว่างการศึกษาผลกระทบของวัสดุนาโนในความมีชีวิตแบคทีเรียมักจะไม่เป็นไปได้เนื่องจากระบบการทดสอบทางชีวภาพแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ได้แก่ โดวัสดุนาโนและการสัมผัสครั้ง [ 10 ]2.1 . กราฟีนกราฟีนเป็นชั้น monomolecular ของคาร์บอนที่ถูกเชื่อมโยงผ่านพันธบัตรปัญหา แม้จะมีคุณสมบัติน่าสนใจหลายแผ่นกราฟีนแต่ละตัวแรกเตรียมเป็นปลาย 2003 [ 25 ] , เรียกประกาย และการพัฒนาอย่างรวดเร็ว การวิจัยภาคสนาม อย่างไรก็ตาม การกระจายมาก ) วัสดุที่พิสูจน์แล้วว่าเป็นสิ่งที่ท้าทาย ใน ปี ล่าสุด หลายวิธีคือกระจายกราฟีน