2019-04-25 05:22:01
科学家发现煤衍生的点是有效的抗氧化剂

从普通煤中提取的石墨烯量子点可能是患有创伤性脑损伤,中风或心脏病的人的有效抗氧化剂的基础。

他们在受伤后淬灭氧化应激的能力是莱斯大学,得克萨斯A&M健康科学中心和休斯敦德克萨斯大学健康科学中心(UTHealth)麦戈文医学院科学家的一项研究的主题。

量子点是足够小的半导体材料,以显示仅出现在纳米级的量子力学性质。

水稻化学家James Tour,A&M神经学家Thomas Kent和UTHealth生物化学家Ah-Lim Tsai及其团队发现生物相容性点,当用普通聚合物修饰时,是对身体自身超氧化物歧化酶的有效模拟,这是一种保持氧化应激的天然酶之一。在检查。

但是因为天然抗氧化剂可以被活跃的氧气物质(ROS)快速生成而不堪重负,这种活性氧物质可以治愈损伤,该团队多年来一直在努力研究快速注射活性纳米材料是否可以限制这些自由基能够抵抗这些自由基导致健康的细胞。

三人组早期的一项研究表明,用聚乙二醇(PEG)修饰的亲水簇可以提高其溶解度和生物稳定性,可有效淬灭氧化应激,因为单个纳米粒子具有中和数千种ROS分子的能力。

“用煤衍生的量子点代替我们早期的纳米颗粒使得生产这些潜在的治疗材料变得更加简单和便宜,”Tour说。 “它为更容易获得的疗法打开了大门。”

对细胞系的测试显示,普通煤的PEG和石墨烯量子点的混合物与早期材料一样有效地阻止超氧化物和过氧化氢的损害,但点本身比带状簇更像盘状。

结果发表在美国化学学会期刊ACS Applied Materials&Interfaces上。

巡回实验室于2013年首次从煤炭中提取量子点,并报告了它们在医学成像,传感,电子和光伏应用方面的潜力。随后的研究表明它们如何针对特定的半导体特性进行设计。

在这项新研究中,研究人员评估了这些点的电化学,化学和生物活性。 Rice实验室从廉价的烟煤和无烟煤中化学提取量子点,用聚合物对其进行改性,并测试它们对来自啮齿动物的活细胞的能力。

结果显示,不同浓度的量子点剂量在保护细胞免受氧化方面非常有效,即使在研究人员向细胞培养皿添加破坏性过氧化氢后15分钟后剂量延迟。

盘状3-5纳米沥青量子点小于10-20纳米无烟煤点。研究人员发现,对于两种类型的颗粒,保护水平都是剂量依赖性的,但是较大的无烟煤衍生点在较低浓度下保护了更多的细胞。

“尽管它们都在细胞中起作用,但在体内,较小的细胞更有效,”Tour说。 “较大的人也很难进入大脑。”

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