煤可以治療外傷

在電子顯微鏡下觀察到的煤衍生的石墨烯量子點。萊斯大學的科學家已經修改了這些點作為抗氧化劑。

信用：由旅遊團提供

從普通煤中提取的石墨烯量子點可能是患有創傷性腦損傷，中風或心臟病的人的有效抗氧化劑的基礎。

他們在受傷後淬滅氧化應激的能力是萊斯大學，得克薩斯A＆M健康科學中心和休斯敦德克薩斯大學健康科學中心（UTHealth）麥戈文醫學院科學家的一項研究的主題。

量子點是足夠小的半導體材料，以顯示僅出現在納米級的量子力學性質。

水稻化學家James Tour，A＆M神經學家Thomas Kent和UTHealth生物化學家Ah-Lim Tsai及其團隊發現生物相容性點，當用普通聚合物修飾時，是對身體自身超氧化物歧化酶的有效模擬，這是一種保持氧化應激的天然酶之一。在檢查。

但是因為天然抗氧化劑可以被活躍的氧氣物質（ROS）快速生成而不堪重負，這種活性氧物質可以治癒損傷，該團隊多年來一直在努力研究快速注射活性納米材料是否可以限制這些自由基能夠抵抗這些自由基導致健康的細胞。

三人組早期的一項研究表明，用聚乙二醇（PEG）修飾的親水簇可以提高其溶解度和生物穩定性，可有效淬滅氧化應激，因為單個納米粒子具有中和數千種ROS分子的能力。

「用煤衍生的量子點代替我們早期的納米顆粒使得生產這些潛在的治療材料變得更加簡單和便宜，」Tour說。「它為更容易獲得的療法打開了大門。」

對細胞系的測試顯示，普通煤的PEG和石墨烯量子點的混合物與早期材料一樣有效地阻止超氧化物和過氧化氫的損害，但點本身比帶狀簇更像盤狀。

結果發表在美國化學學會期刊ACS Applied Materials＆Interfaces上。

巡迴實驗室於2013年首次從煤炭中提取量子點，並報告了它們在醫學成像，感測，電子和光伏應用方面的潛力。隨後的研究表明它們如何針對特定的半導體特性進行設計。

在這項新研究中，研究人員評估了這些點的電化學，化學和生物活性。Rice實驗室從廉價的煙煤和無煙煤中化學提取量子點，用聚合物對其進行改性，並測試它們對來自嚙齒動物的活細胞的能力。

結果顯示，不同濃度的量子點劑量在保護細胞免受氧化方面非常有效，即使在研究人員向細胞培養皿添加破壞性過氧化氫後15分鐘後劑量延遲。

盤狀3-5納米瀝青量子點小於10-20納米無煙煤點。研究人員發現，對於兩種類型的顆粒，保護水平都是劑量依賴性的，但是較大的無煙煤衍生點在較低濃度下保護了更多的細胞。

「儘管它們都在細胞中起作用，但在體內，較小的細胞更有效，」Tour說。「較大的人也很難進入大腦。」

（來源：萊斯大學）

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