Оренбургский государственный университет

Исследование антибактериальной активности графена, оксида графена и графеновых пленок

Соглашение № 20 от 30.06.2014 г.

Руководитель проекта: аспирант Л.В. Ефремова

Результатом работ стала комплексная характеристика биологической активности графена, оксида графена и графеновой пленки в отношении сенсорных люминесцирующих штаммов на основе Escherichia coli, а также выявление наиболее активных соединений и обоснование их использования в качестве бактерицидных агентов нового принципа действия.

Основным инновационным решением проекта является использование принципиально новых углеродных наноматериалов — графена, оксида графена и графеновых пленок. В данной работе определены их размерные характеристики, гидрофильно-гидрофобные свойства, визуализирован характер контакта с бактериальными клетками, оценено действие как индукторов различных видов стресса и влияние на дзета-потенциал клеток-мишеней.

В результате выполнения проекта получен комплекс новых приоритетных данных о свойствах, биологической активности и механизмах действия графеновых наноматериалов.

Полученные данные представляются важными для региона, так как определяют совершенствование средств и технологий эффективного уничтожения бактериальных патогенов, в том числе проявляющих устойчивость к ныне используемым дезинфектантам и антибиотикам, что в случае своей реализации позитивно скажется на состоянии окружающей среды, пищевых продуктов (питьевой воды), санитарно-эпидемиологического состояния в медицинских учреждениях, а в своем итоговом проявлении — на уровне инфекционной заболеваемости человека и животных.

Среднесрочная перспектива использования результатов проекта определяется созданием на данной основе графеновых нанодезинфектантов и антибактериальных нанофильтров, в качестве действующего начала использующих высокоструктурированные соединения наноуглерода — графен и его производные.

Наконец, удаленное (расширенное) использование результатов проекта предполагает исследование биологической безопасности отобранных антибактериальных производных для организма человека и животных, что явится основой для их введения в состав перевязочных средств и топических препаратов для профилактики и лечения инфекционных состояний.

На настоящий же момент все запланированные задачи проекта полностью решены. Полученные результаты соответствуют современному мировому уровню в данной области научной и инновационной деятельности, а в ряде случаев превосходят его.

В результате выполнения работ идентифицировано соединение, обладающее большей биологической активностью, и обосновано его использование для профилактики и лечения инфекционных состояний.

По итогам выполнения проекта в печать принята статья "Toxicity of Graphene Shells, Graphene Oxide and Graphene Oxide Paper Evaluated with Escherichia coli Biotests" в журнал "BioMed Research International" (специальный выпуск "Toxicity of Nanomaterials"), который входит в систему БД Web of Science и Scopus; импакт-фактор — 2,706 в соответствии с 2013 Journal Citation Reports released by Thomson Reuters in 2014.