黄色氧化石墨烯量子点的煤炭废物衍生合成,具有高度特异性的超氧化物脱酶活性:特征,动力学和生物研究
Tushar Das1, Subrata Das1, Prakash Kumar2
1Department of Chemistry, National Institute of Technology Patna, Bihar 800005, India. subrataorgchem@gmail.com.
Nanoscale
|October 27, 2023
概括
这项研究提出了一种创新的方法,从煤废物中创建黄色发光石墨烯量子点 (YGQD),证明强大的抗氧化剂和超氧化物失调酶 (SOD) 活性用于治疗氧化应激障碍.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 生物化学 生物化学
背景情况:
- 可扩展的纳米酶生产通常依赖于煤炭前体的溶热热解.
- 未燃煤废弃物 (CW) 为新材料合成提供了潜在的资源.
- 氧化应激与各种疾病有关,需要有效的抗氧化疗法.
研究的目的:
- 开发一种经济且可扩展的方法,从煤废中制造黄色发光石墨烯量子点 (YGQD).
- 描述抗氧化剂和超氧化物脱酶 (SOD) 模仿合成的YGQDs的特性.
- 评估YGQDs在减轻反应性氧物种 (ROS) 介导的细胞损伤中的生物相容性和治疗潜力.
主要方法:
- 从未燃烧的煤炭废物中制造YGQD,通过在121°C的水中进行8小时的溶热工艺.
- 描述YGQD的物理化学特性,包括大小,分子量和表面功能群 (COOH,C-O-C,O-H).
- 在ROS诱导的细胞模型中评估抗氧化活性 (vs. 亚斯科布酸),SOD活性 (pyrogallol测定,异热热量计),生物相容性 (细胞活力测定) 和治疗疗效.
主要成果:
- 由于表面缺陷,新型YGQDs (7-8nm,M.W: 3157.9Da) 产生了高产率 (~87%) 并表现出黄色发光 (pH7下λmax ~530nm).
- 在恶劣条件下,YGQDs表现出显著的抗氧化活性 (比酸高4.5倍) 和强大的SOD模仿活性,与生物SOD (bSOD) 相美.
- YGQD显示出优异的生物相容性,并有效地保护哺乳动物细胞 (>75-90%的存活率) 免受ROS介导的损伤和亡,恢复细胞因子平衡.
结论:
- 修复煤炭废弃物提供了一个可持续且具有成本效益的途径来合成功能YGQD.
- YGQDs具有强大的抗氧化剂和SOD类特性,使它们成为有希望的纳米酶来对抗氧化应激.
- 这些发现表明,YGQD是基于SOD的大规模纳米酶生产的潜在低成本替代品,用于治疗与氧化压力相关的疾病.
