本文選題：貴金屬納米粒子 + 生物學(xué)效應(yīng)　； 參考：《蘭州大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展及其產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用,納米材料將通過各種可能途徑釋放到環(huán)境中,并通過不同途徑進(jìn)入人體內(nèi)。然而,對納米材料與生物系統(tǒng)相互作用的認(rèn)識還不深入,其生物安全性還未得到全面分析和評價(jià)。目前,納米材料的生物安全效應(yīng)評估幾乎都是以傳統(tǒng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法獲取數(shù)據(jù)加以說明,然而鑒于納米材料特殊的理化性質(zhì)可能對這些生物實(shí)驗(yàn)方法產(chǎn)生干擾并未加以排除,實(shí)際上,最終的安全性評估結(jié)果并不真實(shí)可靠。為了準(zhǔn)確全面的評估納米粒子的生物安全性,十分有必要系統(tǒng)地確認(rèn)納米粒子對于測試方法本身的干擾。另外,納米材料的生物效應(yīng)還來源于納米材料與生物分子的相互作用。納米粒子一旦與生物液體(如血液、細(xì)胞液)接觸,其表面會迅速吸附一層或多層蛋白質(zhì)分子,形成蛋白質(zhì)冕。納米粒子在生物體中的性質(zhì)主要由表面蛋白殼決定,即納米粒子表面吸附的生物分子的種類和多少賦予了納米材料在生物環(huán)境中新的生物學(xué)特性。蛋白質(zhì)冕的研究能為預(yù)測納米粒子在生物體系中的行為以及設(shè)計(jì)特定功能的納米粒子提供最基礎(chǔ)的物理化學(xué)信息。本論文圍繞納米材料的體外生物效應(yīng)以及納米材料與生物分子相互作用,開展了納米銀(AgNPs)在體外生物效應(yīng)檢測中納米材料對檢測方法的干擾,以及納米材料與蛋白質(zhì)相互作用的熒光相關(guān)光譜法研究,具體研究結(jié)果總結(jié)如下:1、從光吸收、納米粒子表面吸附及與化學(xué)試劑發(fā)生反應(yīng)等三個(gè)方面系統(tǒng)的、定量的研究不同粒徑和表面官能團(tuán)的納米銀(AgNP-PVP-20,AgNP-CIT-20及AgNP-CIT-110)對幾種常見的細(xì)胞毒性評估實(shí)驗(yàn)的干擾,如LDH釋放、MTS測定、NO產(chǎn)生及ROS形成的檢測。研究結(jié)果表明AgNPs確實(shí)對上述檢測實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了干擾,尤其是LDH實(shí)驗(yàn),42.8μg mL-1 AgNP-PVP-20導(dǎo)致0.5 U m L-1 LDH標(biāo)液體系中LDH活力值下降50%,而42.8μg m L-1 AgNP-CIT-20下降了約70%。結(jié)果暗示我們在對AgNPs或其他納米材料的生物安全效應(yīng)評估前,須確認(rèn)納米粒子是否會對檢測實(shí)驗(yàn)方法產(chǎn)生干擾。2、探究不同表面包被層的納米銀(AgNP-PVP-20,AgNP-CIT-20)對Hep G2產(chǎn)生的細(xì)胞毒性、ROS產(chǎn)生水平及在細(xì)胞內(nèi)AgNPs的分布。MTS、LDH、NO及ROS實(shí)驗(yàn)均顯示CIT包被的AgNPs產(chǎn)生的細(xì)胞毒性明顯高于PVP包被的AgNPs,且濃度越大其細(xì)胞毒性越強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)AgNPs可引起細(xì)胞膜破裂、LDH泄露、細(xì)胞增殖受抑制及氧化應(yīng)激反應(yīng),從而導(dǎo)致不同程度細(xì)胞壞死或凋亡現(xiàn)象。3、基于熒光壽命相關(guān)光譜模型,利用金屬增強(qiáng)熒光效應(yīng)且伴隨熒光分子熒光壽命變化原理,分離不同熒光壽命物種之間的關(guān)聯(lián)信息,研究納米金(AuNPs)與蛋白質(zhì)分子的動(dòng)力學(xué)過程,并獲得AuNPs與蛋白相互作用的吸附和脫附速率常數(shù)等動(dòng)力學(xué)信息。實(shí)驗(yàn)過程中合成了約65 nm的AuNPs,選用柔性HS-PEG-NH2對其進(jìn)行了功能化,控制金屬與熒光團(tuán)的距離,最終用Alexa Fluo 594酯熒光標(biāo)記。研究結(jié)果表明,在預(yù)實(shí)驗(yàn)條件下,不同分子量的HS-PEG-NH2對Alexa Fluo594酯熒光壽命改變影響不大。
[Abstract]:With the rapid development of nanotechnology and the wide application of its products, nanomaterials will be released into the environment through various possible pathways and enter the human body in different ways. However, the understanding of the interaction between nanomaterials and biological systems is not thorough, and the biological safety of nanomaterials has not been fully analyzed and evaluated. The assessment of biological safety effects is almost all of the data obtained by traditional biological experiments. However, in view of the special physical and chemical properties of nanomaterials, the possible interference with these biological methods is not eliminated. In fact, the final results of safety assessment are not true and reliable. The biological safety of particles is very necessary to systematically confirm the interference of nanoparticles to the test method itself. In addition, the biological effects of nanomaterials are also derived from the interaction between nanomaterials and biomolecules. Once the nanoparticles are exposed to a biological liquid (such as blood, cell fluid), the surface will quickly adsorb a layer of or multilayer protein. The nature of the nanoparticles in the organism is determined mainly by the surface protein shell, that is, the species and the number of biomolecules adsorbed on the surface of the nanoparticles endow the new biological properties of nanomaterials in the biological environment. The study of the protein corona can predict the behavior and design of nanometers in the biological system. Specific functional nanoparticles provide the most basic physical and chemical information. In this paper, the biological effects of nanomaterials in vitro and the interaction between nanomaterials and biomolecules, the interference of nano materials on detection methods in the detection of biological effects in vitro, and the interaction of nanomaterials and proteins in the detection of biological effects in vitro, are carried out in this paper. The research results of light correlation spectroscopy are summarized as follows: 1, from three aspects such as light absorption, surface adsorption of nanoparticles and reaction with chemical reagents, quantitative study on the interference of different particle sizes and surface functional groups (AgNP-PVP-20, AgNP-CIT-20 and AgNP-CIT-110) to several common cytotoxicity assessment experiments Such as LDH release, MTS determination, NO production and the detection of ROS formation. The results show that AgNPs does produce interference with the above detection experiments, especially the LDH experiment. The 42.8 mu g mL-1 AgNP-PVP-20 results in a decrease of 50% of the activity value in the 0.5 U m L-1 standard liquid system. Before evaluating the biosafety effect of nanomaterials, it is necessary to confirm whether nanoparticles can interfere with the testing methods of.2, explore the cytotoxicity of AgNP-PVP-20 (AgNP-CIT-20) to Hep G2, the level of ROS production and the distribution of AgNPs in the cell,.MTS, LDH, NO, and ROS experiments. The cytotoxicity of S was significantly higher than that of the PVP coated AgNPs, and the greater the concentration was, the stronger the cytotoxicity. The experimental results confirmed that AgNPs could cause cell membrane rupture, LDH leakage, cell proliferation inhibition and oxidative stress reaction, resulting in cell necrosis or apoptosis.3, based on fluorescence life correlation spectral model, using metal enhancement The fluorescence effect and the principle of fluorescence lifetime change, separate the correlation information between different fluorescent life species, study the kinetic process of AuNPs and protein molecules, and obtain the kinetic information of adsorption and desorption rate constant of AuNPs and protein interaction. In the experiment, about 65 nm AuNPs was synthesized. It was functionalized with flexible HS-PEG-NH2 to control the distance between metal and fluorescein, and the fluorescence of Alexa Fluo 594 ester was finally marked. The results showed that, under the pre experimental conditions, the HS-PEG-NH2 of different molecular weights had little effect on the change of the fluorescence lifetime of Alexa Fluo594 ester.
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1

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本文編號：1939827