资料来源:杰夫·菲特洛/莱斯大学

莱斯大学化学家詹姆斯·图尔(James Tour)手里拿着煤和一小瓶煤制石墨烯量子点。这些点已经被改造成一种有效的抗氧化剂。

从普通煤炭中提取的石墨烯量子点，可能是一种有效抗氧化剂的基础，适用于遭受创伤性脑损伤、中风或心脏病发作的人。

赖斯大学、德克萨斯农工大学健康科学中心和位于休斯顿的德克萨斯大学健康科学中心的麦戈文医学院的科学家们进行了一项研究。

量子点是一种半导体材料，小到足以显示出只有在纳米尺度才会出现的量子力学特性。

Rice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，当用一种常见的聚合物修饰这些生物相容点时，它们是对人体自身超氧化物歧化酶的有效模仿。超氧化物歧化酶是控制氧化应激的许多天然酶之一。

而是因为天然抗氧化剂可以被快速的生产活性氧(ROS)竞赛医治受伤,球队多年来一直在看一个快速注入活性纳米材料可以限制这些自由基会造成间接伤害健康细胞。

他们三人之前的一项研究表明，聚乙二醇(PEG)修饰亲水性团簇，提高其溶解度和生物稳定性，可以有效地抑制氧化应激，因为一个纳米颗粒可以中和数千个ROS分子。

图尔说:“用煤制量子点取代我们早期的纳米粒子，使得制造这些潜在的治疗材料更加简单，成本也更低。”“它为更容易获得的治疗打开了大门。”

对细胞系的测试表明，普通煤中聚乙二醇和石墨烯量子点的混合物在阻止超氧化物和过氧化氢损伤方面与早期材料一样有效，但这些点本身比核糖簇更像圆盘。

该研究结果发表在美国化学学会杂志《ACS应用材料与界面》上。

Tour实验室于2013年首次从煤中提取量子点，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。随后的一项研究表明，它们可以被设计成具有特定的半导体特性。

在这项新的研究中，研究人员评估了这些点的电化学、化学和生物活性。莱斯实验室用化学方法从廉价的烟煤和无烟煤中提取量子点，用聚合物对它们进行修饰，并在啮齿动物的活细胞上测试它们的能力。

结果表明，不同浓度的量子点剂量在保护细胞免受氧化方面都非常有效，即使在研究人员将具有破坏性的过氧化氢添加到细胞培养皿中15分钟后，量子点剂量被推迟了。

圆盘状的3-5纳米沥青量子点比10-20纳米无烟煤量子点小。研究人员发现，这两种微粒的保护水平都与剂量有关，但在浓度较低的情况下，较大的无烟煤衍生点能保护更多的细胞。

图尔说:“虽然它们都在细胞中起作用，但在体内，较小的细胞更有效。”“体型较大的可能也难以进入大脑。”