石墨烯量子点(GQDs)是一颗冉冉升起并且未来前景可观的碳材料新星，通常指石墨烯量子点、氧化石墨烯量子点、部分还原的氧化石墨烯量子点等一大类结构类似性能相同的碳质荧光材料及其衍生物的总称。石墨烯量子点具有良好的分散性、优异的生物相容性、可调控的荧光光谱等特点，在/光/化学催化，柔性装置、传感、显示，生物成像和治疗诊断中等领域有着十分广泛的应用前景，近年来引起了越来越多的关注。

近日，中科院长春应化所研究人员受天然酚类抗氧化剂结构的启发，构建了一种类酚基团功能化的石墨烯量子点(h-GQDs)，其具有高效清除ROS和肾脏富集能力的功效，可用于对急性肾损伤的抗氧化治疗。

急性肾损伤(AKI)是由缺血、炎性疾病或肾毒性引起的肾功能短暂丧失，是一种临床综合征，其发病机制复杂，且发病率和死亡率都较高。在急性肾损伤期间，肾脏内活性氧(ROS)的过量产生被认为是造成肾功能衰竭的主要原因。通过有效的ROS清除进行抗氧化治疗被认为是保护AKI肾功能的关键方法之一。尽管小分子抗氧化剂在减轻造影剂引起的肾脏损害（例如N-乙酰半胱氨酸（NAC））方面已显示出积极作用，但其不良的生物利用度和特异性阻碍了其他类型AKI的临床利用。

因此，任劲松研究员和曲晓刚研究员受天然酚抗氧化剂原理的启发，设想石墨烯结构上的酚类基团可以充当ROS捕集的H原子供体，并且相关的中间自由基可以通过远程π电子系统得到很好的稳定。同时，其他表面含氧基团可能对抗氧化活性有正面或负面影响。从而研发出具有优先肾脏蓄积作用的酚样基团官能化石墨烯量子点（h-GQDs）作为用于治疗AKI的高效ROS清除剂。

h-GQDs表现出超高的抗氧化活性，并可以清除多种细胞毒性ROS。与天然多酚类似，h-GQDs上的大量酚样基团被证明是发挥抗氧化作用的活性成分。进一步的详尽的机械研究表明，h-GQDs的超高抗氧化活性不仅源于酚样基团，还源自相邻酚样基团之间的协同作用，以及对h-GQDs上不利的羰基的去除。在AKI小鼠模型中，实验证明了仅用临床抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)的十六分之一剂量的h-GQDs就能有效保护肾脏不受氧化损伤，且无毒副作用产生。

这项研究提供了通过工程表面氧化基团设计基于GQD的高效抗氧化平台的新方法，进一步拓展了石墨烯量子点在各种生理和病理条件下的广泛生物学用途。

参考文献：Huan Wang. et al. Phenol-Like Groups Functionalized Graphene Quantum Dots Structurally Mimicking Natural Antioxidants for Highly Efficient Acute Kidney Injury Treatment. Chemical Science.2020.DOI: 10.1039/D0SC03246H