可生物降解的石墨烯 开辟石墨烯材料的新途径

法国国家科学研究中心(CNRS)、斯特拉斯堡大学、卡罗林斯卡研究所和卡斯蒂利亚大学宣布，当与肺中发现的天然酶相互作用时，人体内发生原始石墨烯的降解。基于石墨烯的产品被设计成与人体连接，包括柔性生物医学电子设备，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，因可被从体内排出。

为了测试石墨烯在体内的行为，AlbertoBianco和他的石墨烯旗舰合作伙伴CNRS的团队进行了一些测试，观察石墨烯是否和如何通过添加普通的人类酶分解。所讨论的酶，髓过氧化物酶（MPO），是由中性粒细胞释放的过氧化物酶，中性粒细胞负责清除任何异物或进入人体的细菌，发现于肺部。如果体内检测到异物或细菌，中性粒细胞会包围并分泌MPO，从而破坏威胁。先前由石墨烯旗舰合作伙伴的工作发现MPO成功地降解石墨烯氧化物。然而，非官能化石墨烯的结构被认为具有更强的耐降解性。为了验证这一点，Bianco和他的团队观察了MPO对单层和多层两种石墨烯形式的影响。

Bianco解释说：“我们使用两种形式的石墨烯，单层和多层，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。这并不是真正的预期，因为我们认为非功能化石墨烯比氧化石墨烯更具抵抗力。

该研究的第一作者RajendraKurapati来自石墨烯旗舰公司CNRS，她说：“研究结果强调高度分散的石墨烯可以通过中性粒细胞的作用在体内降解。这将为开发基于石墨烯的材料开辟新的途径。”

可生物降解的石墨烯开辟石墨烯材料的新途径

成功的体外测试，体内测试是下一个阶段的工作。BengtFadeel，石墨烯旗舰合作伙伴Karolinska研究所的教授说：“理解石墨烯是否可生物降解对于这种材料的生物医学和其他应用很重要，免疫系统的细胞能够处理石墨烯的事实是非常有希望的。

石墨烯旗舰合作伙伴大学，负责健康和环境影响研究的“工作包4”的领导人MaurizioPrato教授说：“石墨烯的酶降解是一个非常重要的课题，因为原则上，分散在大气中的石墨烯可以造成一些伤害。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。这些类型的研究是必要的。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。”

石墨烯旗舰公司的科学技术官员、管理小组主席AndreaC.Ferrari教授补充说：“关于石墨烯生物降解成功途径的报告是确保这种材料在应用中安全使用的非常重要的一步。“石墨烯旗舰”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。

本文发表在《AngewandteChemie》中，2018国际版，DOI：10.1002/anie.201806906，标题为“中性粒细胞髓过氧化物酶降解单层和少量层石墨烯”，作者R.Kurapati，S.P.Mukherjee，C.Martn，G.Bepete，E.Vzquez，A.Pénicaud，B.FadeelanDA.Bianco。