法国科学家发现一种人体酶可降解石墨烯
2018-08-28 16:30:14   来源:

石墨烯旗舰项目伙伴(法国国家科学研究中心(CNRS),斯特拉斯堡大学,卡罗林斯卡学院以及卡斯蒂利亚大学)宣称当在肺中发现天然存在的酶时,人体内会发生天然石墨烯的降解。

石墨烯旗舰项目的科学家们宣称一种天然的人体酶可以降解石墨烯

 

石墨烯旗舰正在开发与人体连接的石墨烯基产品,包括柔性生物医学电子系统。如果石墨烯被用于这种生物医学应用,它应该是可生物降解的,因此可从体内排出。

为了研究石墨烯在体内的行为,Alberto Bianco和他在石墨烯旗舰伙伴CNRS的团队进行了一系列的测试,试图找出石墨烯是否可以以及如何结合一种典型的人类酶进行分解的。这里的酶——髓过氧化物酶(MPO)是一种由中性粒细胞释放的过氧化物酶,中性粒细胞控制着侵入人体的细菌或异物的清除且存在于肺中。如果在体内发现细菌或异物,中性粒细胞包围它并分泌MPO,从而破坏其产生的威胁。通过石墨烯旗舰合作伙伴的早期工作发现MPO可有效地降解石墨烯氧化物。但是,非功能化石墨烯的结构被认为具有更强的耐降解性。为了检验这一点,Bianco和他的团队分析了MPO,离体对两种石墨烯形式的影响:单层和少层。

Bianco解释说:“我们使用两种形式的石墨烯即单层和少层,用两种不同的方法在水中制备。然后,在过氧化氢的存在下,将它们与髓过氧化物酶进行接触。这种过氧化物酶能够降解和氧化它们。但这并不是我们所期望的,因为我们认为非功能化石墨烯比氧化石墨烯更具有抵抗力。”

石墨烯旗舰伙伴CNRS的一员,该研究的第一作者RajendraKurapati说:“结果表明,高度分散的石墨烯可通过中性粒细胞的作用而在体内降解。这将为开发石墨烯材料开辟新的途径。

有效的体内和体外测试是为了接下来的阶段,石墨烯旗舰合作伙伴卡罗林斯卡医学院教授BengtFadeel说:“了解石墨烯是否可生物降解对于生物医学和其他材料的应用具有重要意义。免疫系统的细胞能够处理石墨烯的事实是非常有应用价值的。”

工作项目4的领队,负责健康和环境影响研究的Maurizio Prato教授说:“石墨烯的酶降解是一个非常重要的课题,因为从原则上说,石墨烯分散在大气中会产生一些危害。相反,如果有微生物能够降解石墨烯和相关材料,这些材料在我们环境中的持久性将大大降低。这类研究是必要的。我们还需要研究降解产物的性质。一旦石墨烯被酶消化,它就可能产生有害的衍生物。我们需要了解这些衍生品的结构,研究它们对健康和环境的影响。

石墨烯旗舰科技总监,管理小组主席Andrea C. Ferrari教授补充道:“石墨烯生物降解成功途径的报告是确保该材料在应用中安全使用的重要一步。‘石墨烯旗舰’项目从一开始就把石墨烯对健康和环境影响的调查作为其计划的中心。这些结果提升了我们的创新,优化了技术路线图。”

 

化学慧定制合成事业部摘录

 

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