在生命系统中，过量的活性氧(ROS)会导致细胞的多种重要成分的氧化损伤，抗氧化成为了最受关注的问题之一。几十年来的研究表明，补充外源化学抗氧化剂在许多氧化损伤引起的急性疾病有着较好的治疗效果，但是对持续性氧化损伤引起的慢性疾病却没有明显的益处。其中可能的原因是，大多数化学抗氧化剂不稳定且不能持续性发挥作用，一些抗氧化剂被氧化后成为垃圾需要被清除增加了细胞的负担，甚至有些产生毒副作用。近日，中国科学院上海高等研究院/上海应用物理研究所纳米气泡研究团队制备出一种超小粒径纳米气泡，发现其能够在无还原剂添加的情况下可持续、无消耗地抑制自由基对底物的氧化。这种独特的纳米气泡抗氧化策略将在生物医学中有重要应用。

大量案例证明，微/纳米气泡技术是一项颠覆性的创新技术，近年来已在水体绿色修复、水产养殖、农业种植、矿物高效浮选和健康养生等领域有诸多成功应用。从2018年开始，中国颗粒学会微纳气泡专业委员会在微纳米气泡研究和应用方面搭起了交流的桥梁，推动着微纳米气泡领域在国内的迅速发展。事实上，纳米气泡作为动力学和热力学不稳定体系，根据经典理论预测，它的寿命在毫秒量级，当时的实验技术是无法检测到它们的稳定存在。令人振奋的是，2000年该纳米气泡研究团队通过原子力显微技术发现了纳米气泡能够在固液表面上稳定吸附，从而使人们意识到纳米气泡可能是真实存在的，随后这方面的研究迅速成为界面科学领域的研究热点。针对纳米气泡的超长稳定性的机制，2020年该研究团队利用第三代同步辐射软X射线谱学显微技术得到了单个纳米气泡的内部化学成分并得出气泡内部可能高密度（J. Am. Chem. Soc. 2020, 142 (12), 5583）。目前已经证明，纳米气泡具有独特的界面和生物学效应，可被用来调节许多氧化/还原反应。该团队的最新研究表明，他们所制备的超小粒径纳米气泡可选择性地吸附、淬灭ROS，从而对底物显示出较强的抗氧化作用。由于超小粒径纳米气泡的气液界面是非消耗性的，因此其抗氧化作用是可持续的，其效果是累积的。与化学还原剂相比，超小粒径型纳米气泡在高水平ROS环境下，其抗氧化能力也能保持，ROS淬灭后不会残留有害的氧化产物。鉴于纳米气泡广泛存在于自然和人工水体中，这种纳米尺度气液界面的独特效应还将为我们理解许多自然现象如各类化合物自然合成和分解等反应机制提供重要参考。

相关成果以“An antioxidation strategy based on ultra-small nanobubbles without exogenous antioxidants”为题在线发表于《Scientific Reports》。博士生郑晋、綦君呈为论文共同第一作者，胡钧研究员、张益研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委、中科院的资助。 

超小粒径纳米气泡抗氧化示意图 

中国科学院上海高等研究院/中国科学院上海应用物理研究所纳米气泡研究团队供稿