抗氧化碳点用于对乙酰氨基苯酚诱导的急性肝损伤的改善

doi:10.7503/cjcu20240130

摘要/Abstract

摘要：

对乙酰氨基苯酚(APAP)是一种用于治疗头疼和发烧症状的药物, 其代谢产物会消耗肝脏内的谷胱甘肽(GSH), 引起氧化应激. 短时间内服用大量APAP会导致肝功能衰竭. 本文以邻苯二酚(CAT)和2,5-二羟基对苯二甲酸(DHTA)为前驱体, 采用一步水热法合成了具有强抗氧化能力和良好生物相容性的黄光碳点(D-CDs). 在斑马鱼APAP肝损伤模型中, 体内成像显示D-CDs可有效富集在斑马鱼肝脏部位. D-CDs增加了斑马鱼体内的超氧化物歧化酶(SOD)和GSH含量, 减少了丙二醛(MDA)含量, 有效改善了由APAP引起的氧化应激损伤.

关键词: 碳点, 抗氧化, 对乙酰氨基苯酚, 肝损伤, 斑马鱼

Abstract:

Acetaminophen（APAP） is a drug used to treat headaches and fever symptoms， and its metabolites deplete glutathione（GSH） in the liver and cause oxidative stress. Taking large amounts of APAP in a short period of time can lead to liver failure. Yellow-emissive carbon dots（D-CDs） with strong antioxidant ability and good biocompatibility were synthesized by one-step hydrothermal method using catechol（CAT） and 2，5-dihydroxyterephthalic acid（DHTA） as precursors. In the APAP-induced zebrafish liver injury model， in vivo imaging showed that D-CDs could be effectively enriched in the zebrafish liver. The superoxide dismutase（SOD） activity and GSH content was increased and the content of malondialdehyde（MDA） was reduced， which finally effectively improved APAP- induced oxidative stress injury in zebrafish.

Key words: Carbon dots, Antioxidant, Acetaminophen, Liver injury, Zebrafish

中图分类号:

O614

TrendMD:

李燕, 蔡皓, 毕红. 抗氧化碳点用于对乙酰氨基苯酚诱导的急性肝损伤的改善. 高等学校化学学报, 2025, 46(6): 20240130.

LI Yan, CAI Hao, BI Hong. Antioxidative Carbon Dots Improving Acute Liver Injury Induced by Acetaminophen. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(6): 20240130.

图/表 5

Fig.1 TEM image(A), high⁃resolution TEM image(B), XRD pattern(C), Raman spectra(D), XPS spectrum(E) and high⁃resolution O1s spectra(F) of D⁃CDsInset of （A）： size distribution diagram.

Fig.2 UV⁃Vis absorption spectra of D⁃CDs, CAT and DHTA(A), photoluminescence excitation(PLE) and photoluminescence emission spectra(PL) at different excitation wavelengths(B), PL decay spectra(C) of D⁃CDs, PL spectra with different concentrations(D) and dotted line plots of fluorescence intensity at 550 nm(n=3, n: number of repeated experiments) of D⁃CDs(E) and UV⁃Vis absorption spectra with different concentrations of D⁃CDs(F)

Fig.3 Clearance rate(A) and the corresponding EPR spectra(B) of DPPH, clearance rate(C) and the corresponding EPR spectra(D) of ABTS and the removal rate of ·OH(E) and ·O2- (F) by different concentrations of D⁃CDs(n=3)

Fig.4 Survival rate(A), malformation rate(B), body length(C), and heart beat within 1 min(D) of zebrafish juveniles(n=30), hematological evaluation(E) with different concentrations of D⁃CDs(n=4), and CLSM image of whole and locally zebrafish image with 100 μg/mL D⁃CDs(up: bright⁃field, bottom: fluorescence channel)(F)Inset of （E）： photographs of RBCs treated.

Fig.5 Death curve of APAP zebrafish liver injury model(A), effects of D⁃CDs on SOD(B), MDA(C) and GSH(D) content in zebrafish(n=30), bright⁃field microscopic image of zebrafish liver(E) and CLSM fluorescence image of zebrafish stained with ROS using DCFH⁃DA probe(left: fluorescence channel, right: bright⁃field)(F)*P＜0.05， **P＜0.01， ***P＜0.001（P： probability in statistics， ns： no significance）， mean±SD.

参考文献 34

1	Li J.， Highlights Bus. Econ. Manag.， 2023， 15， 58—63
2	Lee W. M.， J. Hepatol.， 2017， 67（6）， 1324—1331
3	Chowdhury A.， Nabila J.， Temitope I. A.， Sicen W.， Pharmacol. Res.， 2020， 161， 105102
4	Bernal W.， Auzinger G.， Dhawan A.， Wendon J.， Lancet， 2010， 376（9736）， 190—201
5	Zhang J.， Song Q.， Han X.， Zhang， Y.， Zhang， Y.， Zhang， X.， Chu， X.， Zhang， F.， Chu， L.， Int. Immunopharmacol.， 2017， 47， 95—105
6	Wu Y. L.， Jiang Y. Z.， Jin X. J.， Lian L. H.， Piao J. Y.， Wan Y.， Jin H. R.， Lee J. J.， Nan J. X.， Phytomedicine， 2010， 17（6）， 475—479
7	Yao B.， Huang H.， Liu Y.， Kang Z. H.， Trends. Chem.， 2019， 1（2）， 235—246
8	Xia C.， Zhu S.， Feng T.， Yang M.， Yang B.， Adv. Sci.， 2019， 6（23）， 1901316
9	Ðorđević L.， Arcudi F.， Cacioppo M.， Prato M.， Nat. Nanotechnol.， 2022， 17， 112—130
10	Döring A.， Ushakova E.， Rogach A. L.， Light Sci. Appl.， 2022， 11， 75
11	Xu X.， Ray R.， Gu Y.， Ploehn H. J.， Gearheart L.， Raker K.， Scrivens W. A.， J. Am. Chem. Soc.， 2004， 126（40）， 12736—12737
12	Christensen I. L.， Sun Y. P.， Juzenas P.， J. Biomed. Nanotechnol.， 2011， 7（5）， 667—676
13	Chong Y.， Ge C.， Fang G.， Tian X.， Ma X.， Wen T.， Wamer W. G.， Chen C.， Chai Z.， Yin J. J.， ACS Nano， 2016， 10（9）， 8690—8699
14	Wang L.， Li Y.， Zhao L.， Qi Z.， Gou J.， Zhang S.， Zhang J. Z.， Nanoscale， 2020， 12（38）， 19516—19535
15	Li F.， Li T.， Sun C.， Xia J.， Jiao Y.， Xu H.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2017， 56（33）， 9910—9914
16	Rizzo C.， Arcudi F.， Đorđević L.， Dintcheva N. T.， Noto R.， D’Anna F.， Prato M.， ACS Nano， 2018， 12（2）， 1296—1305
17	Jiao Y.， Liu Y.， Meng Y.， Gao Y.， Lu W.， Liu Y.， Gong X.， Shuang S.， Dong C.， ACS Sustainable Chem. Eng.， 2020， 8（23）， 8585—8592
18	Gong J.， Liu Q.， Cai L.， Yang Q.， Tong Y.， Chen X.， Kotha S.， Mao X.， He W.， ACS Sustainable Chem. Eng.， 2023， 11（10）， 4237—4247
19	Miao Z.， Huang D.， Wang Y.， Li W. J.， Fan L.， Wang J.， Ma Y.， Zhao Q.， Zha Z.， Adv. Funct. Mater.， 2020， 30（40）， 2001593
20	Chen J.， Zhang M.， Xu Z.， Ma R.， Shi Q.， Sci. Total. Environ.， 2023， 896， 165136
21	Zhu S.， Meng Q.， Wang L.， Zhang J.， Song Y.， Jin H.， Zhang K.， Sun H.， Wang H.， Yang B.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2013， 52（14）， 3953—3957
22	Yuan F.， Wang Z.， Li X.， Li Y.， Tan Z.， Fan L.， Yang S.， Adv. Mater.， 2017， 29（3）， 1604436
23	Kumar V. B.， Mirsky S. K.， Shaked N. T.， Gazit E.， ACS Nano， 2024， 18（3）， 2421—2433
24	Zheng K.， Li X.， Chen M.， Gong Y.， Tang A.， Wang Z.， Wei Z.， Guan L.， Teng F.， Chem. Eng. J.， 2020， 380， 122503
25	Li W.， Wang X.， Lin J.， Meng X.， Wang L.， Wang M.， Jing Q.， Song Y.， Vomiero A.， Zhao H.， Nano Energy， 2024， 122， 109289
26	Ci Q.， Wang Y.， Wu B.， Coy E.， Li J. J.， Jiang D.， Zhang P.， Wang G.， Adv. Sci.， 2023， 10（7）， 2206271
27	Ren J.， Weber F.， Weigert F.， Wang Y.， Choudhury S.， Xiao J.， Lauermann I.， Resch-Genger U.， Bande A.， Petit T.， Nanoscale， 2019， 11（4）， 2056—2064
28	Cao L.， Zan M.， Chen F.， Kou X.， Liu Y.， Wang P.， Mei Q.， Hou Z.， Dong W. F.， Li L.， Carbon， 2022， 194， 42—51
29	Das P.， Sherazee M.， Marvi P. K.， Ahmed S. R.， Gedanken A.， Srinivasan S.， Rajabzadeh A. R.， ACS Appl. Mater. Interfaces， 2023， 15（24）， 29425—29439
30	Innocenzi P.， Stagi L.， Nano Today， 2023， 50， 101837
31	Liu C.， Fan W.， Cheng W. X.， Gu Y.， Chen Y.， Zhou W.， Yu X. F.， Chen M.， Zhu M.， Fan K.， Luo Q. Y.， Adv. Funct. Mater.， 2023， 33（19）， 2213856
32	Yao L.， Zhao M. M.， Luo Q. W.， Zhang Y. C.， Liu T. T.， Yang Z.， Liao M.， Tu P.， Zeng K. W.， ACS Nano， 2022， 16（6）， 9228—9239
33	Dong C.， Wang S.， Ma M.， Wei P.， Chen Y.， Wu A.， Zha Z.， Bi H.， Appl. Mater. Today， 2021， 25， 101178
34	Wang S.， Bao J.， Li J.， Li W.， Tian M.， Qiu C.， Pang F.， Li X.， Yang J.， Hu Y.， Wang S.， Jin H.， Molecules， 2022， 27（9）， 2647

[1]	潘卓涵, 艾琳, 卢思宇. 固态发光碳点的发光机理、合成与应用研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2025, 46(6): 20250081.
[2]	江霆杰, 曹珏然, 姚胜峰, 宋健, 李娜, 陈永颖, 李唯, 张浩然, 雷炳富. 菠菜基水溶红色荧光碳点的微波合成及Pb²⁺荧光检测性能[J]. 高等学校化学学报, 2025, 46(6): 20250082.
[3]	郭丹, 黄耿鸿, 白惠洁, 王亚玲, 曹广群, 刘斌, 胡胜亮. 高荧光量子产率的CO₂衍生红光碳点的制备及应用[J]. 高等学校化学学报, 2025, 46(6): 20250091.
[4]	薛小矿, 李建, 梁焕仪, 王一颖, 葛介超. 红光发射线粒体靶向铁掺杂碳点通过类过氧化物酶活性诱导铁死亡进行肿瘤治疗[J]. 高等学校化学学报, 2025, 46(6): 20250094.
[5]	李丹, 胡鸿辉, 侯红帅, 张生, 刘立杰, 景明俊, 吴天景. 碳点调控混合相钛酸钠的储钠性能[J]. 高等学校化学学报, 2025, 46(6): 20240356.
[6]	刘金坤, 冉准, 刘青青, 刘应亮, 庄健乐, 胡超凡. 前驱体结构调控策略制备碳点基多色室温磷光材料[J]. 高等学校化学学报, 2025, 46(6): 20240412.
[7]	庞娥, 唐垣钰, 赵少静, 程强, 王晨, 陈健敏, 蓝敏焕. 乏氧激活化疗药物AQ4N与碳点自组装用于化疗联合声动力治疗肿瘤[J]. 高等学校化学学报, 2025, 46(6): 20240489.
[8]	李逢时, 蒋凯, 童鑫园, 武永健, 林恒伟. 硼掺杂控制陷阱密度及能级实现碳点的余辉寿命调控与动态信息加密应用[J]. 高等学校化学学报, 2025, 46(6): 20240545.
[9]	王长莹, 张大伟, 陈冠吉, 张镇威, 萧卫泓, 王斌, 陈奇丹, 杨柏. 碳点发光标记材料的制备及在水样中亚硝酸盐专一检测中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2025, 46(6): 20240519.
[10]	倪佳文, 黄遵辉, 宋天兵, 马千里, 何天乐, 张熙荣, 熊焕明. 利用固相合成的硼掺杂碳点调控锂负极的有序沉积[J]. 高等学校化学学报, 2025, 46(6): 20240185.
[11]	刘翼泽, 李鹏飞, 孙再成. 碳点发光机制与结构之间的构效关系[J]. 高等学校化学学报, 2025, 46(6): 20250103.
[12]	杨春圆, 陈昊, 张攀, 李府赪, 袁伟雄, 郭佳壮, 王彩凤, 陈苏. 绿色荧光碳点的合成、荧光机制和图案化[J]. 高等学校化学学报, 2025, 46(6): 20250093.
[13]	陈奇丹, 陈冠吉, 游善媚, 臧欣瑶, 杨柏. 可用于防晒吸收剂的广谱抗紫外碳点的制备[J]. 高等学校化学学报, 2025, 46(6): 20240313.
[14]	刘瀛琪, 王叶梅, 蒋恺, 郑芬芬, 朱俊杰. 基于细胞衍生荧光碳点的葡萄糖比色及荧光测定[J]. 高等学校化学学报, 2025, 46(6): 20240386.
[15]	郝永梁, 李建, 王泽华, 葛介超. 基于红光碳点光敏剂的活性收缩水凝胶用于细菌感染的伤口愈合[J]. 高等学校化学学报, 2025, 46(6): 20240409.