ACS Nano：石墨烯量子點的抗/助氧化性能研究

【引語】

石墨烯量子點是一種零維的碳材料，據有著良好的發光特性，在顯示、藥物輸運、生物傳感器方面具有著廣闊的前景。在藍光下，由于細胞內活性氧的提高，石墨烯量子點會展現出光毒性，降低細胞的生存能力。有人證實出光生自由基出現了電子空穴對。自由氧原子產生于電子和能量的轉移。在光照下，石墨烯量子點起到了氧化助劑的作用，導致了石墨烯量子點的光毒性。結果證實，石墨烯量子點同時具有著抗氧化和助氧化的能力，其在抗癌和抗菌方面具有著廣闊的前景。

【成果簡介】

傳統的量子點由于重金屬離子的存在，限制了其在生物方面的應用。而石墨烯量子點由于其良好的發光特性和生物相容性，吸引了廣泛的關注。因為石墨烯量子點可以作為電子的施主和受主，因此顯示出助氧化和抗氧化的行為。本文中蘇州大學葛翠翠、國家納米科學中心陳春英研究員、美國食品藥品監督管理局和馬里蘭大學帕克分校的Junjie-Yin（共同通訊作者）等人使用了順磁共振技術，發現了石墨烯量子點能消滅自由基，抑制脂質過氧化。作者還發現，在藍光下，石墨烯量子點與活性氧基團密切相關，并且探究了石墨烯量子點對于自由基生成影響的機理。

【圖文導讀】

圖1 石墨烯量子點的表征

(a)所制備石墨烯量子點的TEM圖像。

(b)石墨烯量子點的AFM俯位視圖。

(c)由AFM得到的石墨烯量子點的厚度分布圖。

(d)石墨烯量子點分散在水中的UV光譜圖。

(e)石墨烯量子點的激發和發射等高線圖。

(f)觀測到的分散在溶液中的孤對電子圖。

圖2 石墨烯量子點清除的不同種類的自由基

(a) 孵化1min后的DMPO/OH加合物（包含 20 μM Fe²⁺, 50 mM DMPO, 20 μM H₂O₂, 10 mM PBS 緩沖液（pH7.27），以及不同的石墨烯量子點濃度的電子自旋光譜。

(b) 石墨烯量子點的濃度對于OH凈化行為的影響。

(c) 經過1min孵化以后包含有25 mM BMPO, 10% DMSO, 2.5 mM KO₂, 0.35 mM 18-crown-6, 10 mM PBS buffer (pH 7.27)以及不同濃度的石墨烯量子點的BMPO/OOH加合物的電子自旋光譜。

(d) 石墨烯量子點濃度對于O^2?凈化行為的影響。

(e) 樣品中的DPPH? ，包含有1 mM DPPH?, 10 mM PBS buffer (pH 7.27)以及不同濃度的石墨烯量子點的ESR數據，數據為經過五分鐘的孵化得到的。

(f) 石墨烯量子點濃度對于DPPH凈化能力的影響。

圖3 光激發量子點對于GSH和AA的氧化，紫外吸收光譜用來確定AA的殘留量

(a) GSH的殘留量。

(b) 分散有受輻照的石墨烯量子點(10 g/mL)的AAESR光譜。

(c) 分散有受輻照的石墨烯量子點(10 g/mL)的GSESR光譜。

(d) 光激發5min后的結果。

【總結】

該論文重點研究了光激發對于石墨烯量子點對于細胞抗/助氧化的影響，對于石墨烯在生物抗菌/抗癌方面的應用有著重要指導意義。

文獻鏈接：Crossover between Anti- and Pro-oxidant Activities of Graphene Quantum Dots in the Absence or Presence of Light（ACS Nano，2016，DOI: 10.1021/acsnano.6b04061）

本文由材料人編輯部納米組葛詠供稿，材料牛編輯整理。

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