本文要点
- > 硒修饰氧化石墨烯（GO-Se）在NHDF中呈剂量与时间依赖的细胞毒性（IC50随暴露时间下降），压低胞内ROS但抑制CAT与GPx；DDR芯片显示修复蛋白上调、检查点蛋白下调；斑马鱼胚胎中降低存活与心率并升高ROS与凋亡；DFT计算支持强电子受体、微环境依赖的氧化还原调节。
- RayBiotech 人DNA损伤应答抗体芯片（AAH-DDR-1）与人炎症因子芯片 QAH-INF-3 用于细胞毒性机制解析。
- 文献标题 ：Selenium-modified graphene oxide: A tri-dimensional study of its cytotoxicity and developmental effects
> 硒修饰氧化石墨烯（GO-Se）的生物效应是三层、方向不一致的：在正常人真皮成纤维细胞（NHDF）中呈剂量与时间依赖的细胞毒性，压低胞内ROS却抑制CAT与GPx；DDR芯片显示修复蛋白上调、检查点蛋白下调，QAH-INF-3 显示9上调6下调的分泌谱；在斑马鱼胚胎中降低存活与心率并升高ROS与凋亡；DFT计算将其收成强电子受体、微环境依赖的氧化还原调节。RayBiotech人DNA损伤应答芯片与人炎症因子芯片用于机制解析。
文献标题 ：Selenium-modified graphene oxide: A tri-dimensional study of its cytotoxicity and developmental effects
杂志名称 ：Materials Today Bio
杂志影响因子 ：11.0
发表时间 ：2026年
第一作者 ：Tuba Oz
通讯作者 ：Małgorzata Kujawska
作者单位 ：Poznan University of Medical Sciences
所用芯片产品 ：人 DNA 损伤应答芯片：RayBio C-Series Human DNA Damage Response Antibody Array 1（AAH-DDR-1，半定量检测 27 个 DDR 蛋白）；人炎症因子芯片：Human Inflammation Array 3：QAH-INF-3（定量检测人 40 个炎症因子）。
文献介绍 ：氧化石墨烯（GO）表面积大、可功能化，但细胞毒性、遗传毒性和生物相容性限制了转化。硒（Se）兼具抗氧化与促氧化，取决于氧化还原微环境。本文假设 GO 表面硒化（GO-Se）可同时调节氧化还原并改善材料稳定性，并用正常人真皮成纤维细胞（NHDF）、斑马鱼胚胎和密度泛函理论（DFT）三层证据检验其安全性。
实验结果 ：
图 1｜GO-Se 以剂量和时间依赖方式降低 NHDF 活力
NHDF 以 0–400 μg mL−1 GO-Se 处理 24 h、48 h、72 h，MTT 显示活力随浓度和时间下降，≥150 μg mL−1 出现显著细胞毒性（n = 4）。IC50 分别为 274.6、162.9、109.5 μg mL−1。即暴露越久，同等毒性所需浓度越低。
图 2｜亚 IC50 到超 IC50 剂量把细胞推向凋亡
对照保持梭形；GO-Se 处理后出现变圆、脱壁和胞质皱缩（补充图 S2）。AO/EtBr 显示：低于 IC50 仅轻度染色质凝集，IC50 及以上出现核固缩、染色质片段化和凋亡小体，超 IC50 最重（24 h 用 200/275/400 μg mL−1，48 h 用 150/163/300 μg mL−1，72 h 用 75/110/200 μg mL−1）。即形态学细胞死亡与剂量、时间同步加重。
图 3｜成纤维细胞内 ROS 被压低，而不是被抬高
H2DCFDA 荧光显微镜（H2O2 为阳性对照）和流式（相对未处理对照归一）均显示，IC50 附近 GO-Se 在三个时间点降低胞内 ROS，高浓度更明显（n = 3，p < 0.05 或 p < 0.01）。即在 NHDF 中，硒化把材料推向抗氧化一侧。
图 4｜CAT 活性被剂量依赖性抑制
24 h，200/275/400 μg mL−1 使过氧化氢酶（CAT）活性较对照下降 70%、86%、93%（p < 0.0001）。48 h，150/163/300 μg mL−1 下降 30%、91%、94%。72 h，75/110/200 μg mL−1 下降 86%、83%、77%（p < 0.001）。即抗氧化酶被关掉，并不随 ROS 下降而代偿性升高。
图 5｜GPx 同步下降
谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）在 24 h 下降 39%、62%、86%（200/275/400 μg mL−1），48 h 下降 18%、31%、49%（150/163/300 μg mL−1），72 h 下降 64%、67%、80%（75/110/200 μg mL−1）。即 CAT 与 GPx 一起被压低，细胞内源性抗氧化防线被重编程，而不只是被 ROS 消耗。
图 6｜划痕闭合变慢，迁移作为生物相容性终点
275 μg mL−1（24 h IC50）处理下，对照在 24–48 h 闭合显著加快并维持到 72 h；处理组只在 48–72 h 才出现有限加快，且 48 h、72 h 闭合率和愈合速度均低于对照（n = 4，p < 0.05）。即 GO-Se 在杀死细胞之外，还持续压低成纤维细胞运动。
图 7｜DDR 芯片：修复蛋白上调，检查点蛋白下调
24 h、275 μg mL−1，C-Series Human DNA Damage Response Antibody Array 1 测 27 个 DNA 损伤应答蛋白（n = 4）。APE1、ATR、BRCA2、c-Abl、Chk2、Cyclin B1、DNA-PKcs、MSH2、NBS1、OPTN、PARP、PLK1 上调；Chk1 和 p21 下调。即修复通路被打开，但检查点被部分放开，细胞在损伤未清完时仍可能继续周期。
图 8｜QAH-INF-3：9 个细胞因子上调，6 个下调
同一剂量、24 h，培养上清用 QAH-INF-3（40 因子，n = 4）定量。上调：I-309、Eotaxin、IL-1α、IL-2、IL-5、IL-15、IL-16、MIG、MIP-1β。下调：IL-8、IL-11、IL-12p40、RANTES、TNFR II、G-CSF（p < 0.05）。即效应不止于氧化还原，分泌性炎症网络被改写；RNA 水平不能代替这一层。
图 9｜斑马鱼胚胎：存活下降、心率下降、畸形出现
3–4 hpf 胚胎暴露 72 h。存活率随浓度和时间下降；LC50 为 24 hpf 436.7 ± 5.0、48 hpf 316.6 ± 5.0、72 hpf 273.0 ± 5.0 μg mL−1。心率随浓度下降。150 和 200 μg mL−1、24 h 可见心包水肿和卵黄肿胀，并有脊索异常；材料积在绒毛膜表面。即体外 IC50 量级在胚胎上已足以造成发育毒性。
图 10｜胚胎里 ROS 和凋亡随浓度升高，与成纤维细胞方向相反
72 h，H2DCFDA 绿色荧光随 50–250 μg mL−1 增强，AO 荧光同步增强。即同一材料在 NHDF 中压低 ROS，在斑马鱼胚胎中抬高 ROS 并增加凋亡细胞，氧化还原方向取决于细胞微环境。
图 11–13｜DFT：单重态稳定，且是强电子受体
B3LYP/6-31G* 下，RGO-Se 单重态比三重态低约 22–23 kcal mol−1；HOMO/LUMO 能隙在水中为 2.11 eV，偶极矩 12.09 D。Se 带正电（0.070–0.203 e），羰基和羟基氧带明显负电。全局反应性参数：电离势 2.93 eV，电子亲和势 5.04 eV，亲电性 3.769 eV，接受电子倾向（ω− = 6.028 eV）高于给出电子倾向（ω+ = 2.038 eV）。即计算层支持实验：材料可与极性生物分子和自由基反应，并作为电子受体参与氧化还原。
实验结论 ：GO-Se 的生物效应是三层、且方向不一致的。在 NHDF 中，它以剂量和时间依赖方式降低活力（24/48/72 h IC50 = 274.6/162.9/109.5 μg mL−1），诱导凋亡，抑制迁移，压低胞内 ROS，同时抑制 CAT 和 GPx；DDR 芯片显示修复蛋白上调而 Chk1、p21 下调，QAH-INF-3 显示 9 上调、6 下调的分泌谱。在斑马鱼胚胎中，同一材料降低存活和心率（72 hpf LC50 = 273.0 μg mL−1），并升高 ROS 与凋亡。DFT 把这一行为收成强电子受体、微环境依赖的氧化还原调节。可干预的读出不在“硒化一定更安全”，而在剂量、暴露时间和细胞类型；分泌蛋白与胞内 DDR 必须分开测，RNA 或单一 ROS 探针都不能代替。
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