Sử dụng than như một chất chống oxy hóa mạnh
Các nhà nghiên cứu có thể đã tìm ra cách để ngăn chặn một số tình trạng y tế lấn át hệ thống chống oxy hóa tự nhiên của cơ thể.
Các sự kiện chấn thương, chẳng hạn như chấn thương não, đột quỵ và đau tim ảnh hưởng đến hàng triệu người mỗi năm và có thể gây tử vong. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) liệt kê đột quỵ là căn bệnh giết người lớn thứ hai trên thế giới.
Tất cả những điều kiện này liên quan đến căng thẳng oxy hóa, là sự mất cân bằng trong cơ thể giữa mức độ của các gốc tự do và chất chống oxy hóa.
Trong trường hợp chấn thương sọ não, số lượng các gốc tự do tăng lên, dẫn đến tổn thương mô và có khả năng gây rối loạn chức năng cơ quan. Sự mất cân bằng này cũng có thể dẫn đến hậu quả lâu dài của cơn đau tim và đột quỵ.
Liệu pháp chống oxy hóa là một cách để chống lại stress oxy hóa. Các nhà nghiên cứu vẫn đang nghiên cứu hiệu quả của nó, nhưng nhiều người coi đây là một phương pháp điều trị đầy hứa hẹn. Tuy nhiên, các chất chống oxy hóa tự nhiên, chẳng hạn như enzyme superoxide dismutase, có xu hướng bị các gốc tự do được gọi là các loại oxy phản ứng (ROS) lấn át.
Tìm ra chất chống oxy hóa nhân tạo có thể giúp chất chống oxy hóa tự nhiên của cơ thể chế ngự ROS - một nghiên cứu mới báo cáo về một nguồn đáng ngạc nhiên.
Tiềm năng của than
Câu trả lời là than đá, theo các nhà khoa học tại Đại học Rice ở Houston, TX, Trung tâm Khoa học Y tế Texas A&M và Trường Y McGovern thuộc Trung tâm Khoa học Y tế Đại học Texas.
Chất chống oxy hóa này có nguồn gốc từ các chấm lượng tử graphene (GQDs) mà các nhà khoa học lần đầu tiên chiết xuất từ than đá thông thường vào năm 2013. Những chấm lượng tử này là các hạt bán dẫn cực nhỏ mà các nhà khoa học có thể thao tác theo những cách nhất định. Sự phát triển mới nhất cho thấy những chấm này có thể giúp hạn chế stress oxy hóa.
Các nhà hóa học trước đây đã phát hiện ra rằng việc thêm polyethylene glycol (PEG) vào các cụm ưa nước có thể làm giảm ứng suất oxy hóa. Một hạt nano đã loại bỏ hàng nghìn phân tử ROS.
Nhưng than có thể cung cấp một giải pháp rẻ hơn và tiện lợi hơn nhiều. Các nhà khoa học phát hiện ra rằng việc thêm PEG vào các chấm lượng tử có nguồn gốc từ than cũng có hiệu quả như nhau. Nhóm nghiên cứu gần đây đã công bố những phát hiện của họ trong Vật liệu & Giao diện Ứng dụng ACS tạp chí.
Lợi ích trong tương lai
Các nhà khoa học đã thử nghiệm các chấm than trên tế bào sống được lấy từ loài gặm nhấm. Họ cho thấy rằng một số nồng độ khác nhau dường như làm giảm hoạt động của ROS.
Họ đã thấy hiệu quả tích cực ngay cả khi họ sử dụng các chấm lượng tử 15 phút sau khi thêm hydrogen peroxide vào các mẫu. Hydrogen peroxide là một chất hóa học gây ra stress oxy hóa.
Các nhà nghiên cứu đã chiết xuất các chấm lượng tử từ cả than đá bitum và than antraxit. Loại trước đây nhỏ hơn, và nhóm nghiên cứu nhận thấy chúng kém hiệu quả hơn như một chất chống oxy hóa. Mặt khác, chấm than antraxit có thể bảo tồn nhiều tế bào hơn ngay cả ở nồng độ thấp hơn.
Nhưng trong một cơ thể sống, “những sinh vật nhỏ hơn thì hiệu quả hơn,” nhà hóa học James Tour của Đại học Rice lưu ý. "Những con lớn hơn cũng có thể gặp khó khăn trong việc tiếp cận não bộ."
Mặc dù các nhà khoa học sẽ phải nghiên cứu nhiều hơn về liệu pháp chống oxy hóa, nhưng Tour tin rằng công trình mới của mình sẽ vô cùng hữu ích trong tương lai.
Ông nói: “Việc thay thế các hạt nano trước đây của chúng ta bằng các chấm lượng tử có nguồn gốc từ than đá làm cho việc sản xuất các vật liệu có khả năng trị liệu này trở nên đơn giản và ít tốn kém hơn nhiều. "Nó mở ra cánh cửa cho các liệu pháp dễ tiếp cận hơn."
“Làm việc trong dự án này là một kinh nghiệm mở rộng tầm mắt. Thật là hấp dẫn khi tổng hợp, mô tả đặc tính và sau đó kiểm tra các hạt nano này trong cơ thể sống và xem chúng hoạt động ”.
Đồng tác giả Kimberly Mendoza
