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- 發(fā)布時(shí)間2018-08-08 16:21
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據(jù)法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究院（CNRS）、法國(guó)斯特拉斯堡大學(xué)、瑞典卡羅林斯卡學(xué)院和西班牙卡斯提拉-拉曼查大學(xué)聯(lián)合“石墨烯旗艦項(xiàng)目” 的最新發(fā)現(xiàn)，骨髓過(guò)氧化物酶——一種自然存在于人體肺部的酶——可以生物降解原始石墨烯。以上研究成果近日發(fā)表在了《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》雜志上。石墨烯旗艦項(xiàng)目致力于研究與人體連接的柔性生物醫(yī)學(xué)電子器件。這樣的應(yīng)用要求石墨烯是可生物降解的，便于我們可以將其從體內(nèi)排出。
為測(cè)試石墨烯在體內(nèi)的表現(xiàn)，研究人員進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試，分析石墨烯在加入骨髓過(guò)氧化物酶（MPO）后是如何分解的。MPO是一種過(guò)氧化酶，由中性粒細(xì)胞釋放。中性粒細(xì)胞是一種負(fù)責(zé)清除異物的細(xì)胞，如果檢測(cè)到異物或細(xì)菌，中性粒細(xì)胞會(huì)圍繞在其周?chē)⒎置贛PO，將異物分解。石墨烯旗艦項(xiàng)目此前的研究發(fā)現(xiàn)，MPO能夠成功地生物降解氧化石墨烯。然而，非功能化石墨烯的結(jié)構(gòu)更耐降解。為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，研究小組分別觀察了MPO在體內(nèi)對(duì)單層和多層石墨烯形態(tài)的影響。
CNRS的研究員Alberto Bianco解釋道：“我們使用了兩種形式的石墨烯。然后，在過(guò)氧化氫存在的情況下，將其與骨髓過(guò)氧化物酶進(jìn)行接觸。這種過(guò)氧化物酶能夠降解和氧化它們。這真是出乎意料，因?yàn)槲覀冋J(rèn)為非功能化石墨烯比氧化石墨烯更耐降解。”
該研究的第一作者、CNRS的研究人員Rajendra Kurapati指出：“高分散的石墨烯可以通過(guò)中性粒細(xì)胞的作用在體內(nèi)降解。這將為開(kāi)發(fā)石墨烯材料開(kāi)辟新的途徑。”通過(guò)成功的體內(nèi)外測(cè)試，下一個(gè)階段是體內(nèi)測(cè)試。
石墨烯旗艦項(xiàng)目中石墨烯健康與環(huán)境工作負(fù)責(zé)人Maurizio Prato教授說(shuō)：“石墨烯的酶降解是一個(gè)非常重要的話題，因?yàn)榉稚⒃诖髿庵械氖?huì)產(chǎn)生一些危害。相反，如果微生物能夠降解石墨烯和相關(guān)材料，這些材料對(duì)我們環(huán)境的威脅性就會(huì)大大降低。”
“同時(shí)，我們還需要研究降解產(chǎn)物的性質(zhì)。一旦石墨烯被酶消化，就會(huì)產(chǎn)生有害的衍生物。我們需要知道這些衍生物的結(jié)構(gòu)，并研究它們對(duì)健康和環(huán)境的影響。” Prato補(bǔ)充道。
石墨烯旗艦項(xiàng)目的科技官員兼管理委員會(huì)主席Andrea C. Ferrari教授補(bǔ)充說(shuō)：“石墨烯生物降解的成功是確保安全使用這種材料的重要一步。石墨烯旗艦項(xiàng)目從一開(kāi)始就把對(duì)石墨烯健康和環(huán)境影響的研究放在了項(xiàng)目的中心。這些成果保障了我們的創(chuàng)新和技術(shù)路線。”
