我校药学院王思玲教授、赵勤富教授团队在抗氧化碳点作用机制与生物医学应用研究方面取得重要综述进展,相关研究成果以“Recent advances in antioxidant carbon dots for biomedical applications”为题发表于国际材料科学领域顶级综述期刊《Progress in Materials Science》(IF=40.0)。
氧化应激由体内活性氧(ROS)过度累积触发,是炎症、神经退行性疾病、组织损伤等多种重大疾病共同的病理基础,开发安全高效的抗氧化剂清除过量ROS、逆转氧化应激具有重要的研究价值与临床意义。近年来,碳点作为一类新型零维碳基纳米材料,凭借优异的生物相容性、低毒性、易功能化及可调光学性质等独特优势,其抗氧化活性受到广泛关注,为氧化应激相关疾病的干预提供了全新策略。
研究团队系统梳理了国内外抗氧化碳点领域的最新研究成果,从三个层面完整构建了碳点抗氧化作用的理论体系:化学机制层面全面阐明了碳点通过氢原子转移、电子转移、自由基加合物形成及金属离子螯合四种途径直接清除自由基的机制;催化原理层面深入解析了碳点模拟超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)等天然抗氧化酶的类酶活性;生物学机制层面系统总结了碳点通过调控Keap1/Nrf2、AMPK、NF-κB等关键信号通路重塑细胞氧化还原稳态的作用路径。
在明确机制的基础上,综述从合成工艺优化、功能化结构设计、选择性自由基清除及刺激响应调控四个维度,全面归纳了提升碳点抗氧化活性与应用适配性的调控策略,为构建高效、智能的抗氧化纳米平台提供了设计思路。同时,团队结合神经保护、急性炎症、慢性炎症、自身免疫性疾病、创面修复等多个典型生物医学应用场景,创新性提炼了不同疾病治疗中碳点所需具备的共性结构特征与功能设计规律,为面向特定疾病的碳点材料定向开发提供了重要参考。综述还专门针对碳点的体内分布代谢、生物降解行为及长期生物安全性进行了系统讨论,为该类材料的临床转化研究提供了科学依据。
该综述为高活性抗氧化碳点的理性设计与疾病定向应用提供了全面的理论参考,具有重要的理论意义和广阔的应用指引价值。

Scheme 1抗氧化碳点的作用机制、活性调控与生物医学应用

Scheme 2 抗氧化碳点的生物学机制
我校药学院2025级硕士研究生周晴和无涯创新书院2023级本科生何立万为综述的共同第一作者,王思玲教授、赵勤富教授和沙露平老师为共同通讯作者,沈阳药科大学为第一通讯单位。该研究得到了国家级大学生创新创业训练计划项目(No. 202510163010)、辽宁省“兴辽英才计划”项目(No. XLYC2203156)资助。
原文链接: https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2026.101706