MXene是2011年兴起的一种二维过渡金属碳或碳氮化物,因其具有强亲水性、高导电性、大比表面积、高光热转换效率和电磁性等优异性质而备受关注,掀起了继石墨烯之后的又一阵二维纳米材料研究热潮。MXene已被应用于储能、电池、催化、传感器、生物医学等多个研究领域。与上述性能相比,MXene的易氧化特性却常常被忽略,甚至被认为是阻碍MXene进一步发展的缺点。迄今为止关于MXene的氧化还原特性的研究较少,并且这些研究都只集中于电池和电容器领域。目前没有关于将该特性应用于生物医学领域的研究。因此本课题围绕MXene的氧化还原特性开展了一系列工作,期望加深对MXene氧化还原特性的了解,挖掘该特性潜在的生物医学应用。本课题选取了两种生物体内最常见的内源性氧化剂——过氧化氢和自由基来研究MXene的氧化还原特性。首先合成了两种不同形貌结构的MXene（Ti3C2Tx）——多片层MXene和少片层MXene。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、马尔文粒度仪等仪器对合成的MXene的形貌、结构和粒径进行了表征。随后研究了MXene与H2O2反应的机理。利用X射线光电子能谱和气相色谱等手段分析了反应产生的固体产物和气体产物。同时利用扫描电子显微镜分析了反应前后MXene的结构变化,提出了类似于“钻孔式”的反应机理。基于该反应引起的颜色变化,本课题构建了一种基于紫外分光光度计的H2O2分光光度法,该方法的检测限为1μmol·L-1。该方法可以满足临床诊断中精确定量H2O2的需求。为了拓宽该方法在实际生活中的应用,本课题又开发了基于MXene的H2O2检测试纸条,该试纸条可以满足日常生活中便捷低成本半定量检测H2O2的需求。受到MXene对H2O2清除作用的启发,进一步研究了MXene对其它自由基,包括活性氧自由基和活性氮自由基的清除能力,证明了MXene具有广泛清除自由基的能力。为了进一步研究MXene在细胞内的自由基清除能力,研究了MXene的细胞毒性,并利用H2O2构建了小鼠正常肝脏细胞的损伤模型。随后用该模型证明了MXene保护细胞免于抗氧化损伤的作用。本课题围绕MXene（Ti3C2Tx）的氧化还原特性展开,选取了两种具有代表性的氧化剂来研究这一性质。本课题创新性地挖掘了基于氧化还原特性的MXene的多重生物医学应用场景。这些发现有望扩宽MXene在纳米医学领域中的应用,并为扩大纳米材料的生物医学应用提供新的研究方向。