【摘要】：納米材料是一種具有巨大應(yīng)用前景的新興材料,在其生產(chǎn)和使用過程中,其可能的負面環(huán)境影響和生態(tài)效應(yīng)正被給予廣泛關(guān)注。越來越多的研究證實,納米材料具有一定的生物毒性,開始被認為是一類潛在的新型污染物。生物法是新興的納米材料的綠色合成方法,具有原材料無毒、廉價易得、合成條件溫和等優(yōu)勢,近年來吸引了眾多研究者的興趣。但關(guān)于生物法合成的納米材料(Bio-NPs)的生物毒性、影響其生物毒性的關(guān)鍵因素以及其毒性機制的研究尚處于起步階段,鮮有報道。因此,本文以植物質(zhì)提取液合成了Ag、Au納米材料,通過細胞實驗和多種表征技術(shù),系統(tǒng)地研究了所得Bio-NPs直徑、生物質(zhì)種類以及金屬種類等因素對細胞毒性的影響;比較了化學(xué)法與生物法合成的納米材料的生物毒性并分析其差異產(chǎn)生的原因,并初步探討了 Bio-NPs的毒性機制。以芳樟葉、黃芩葉、側(cè)柏葉植物提取液作為還原劑,合成不同粒徑的金、銀納米材料,以人體正常肝細胞L02和人體正常腎細胞HEK作為受試對象,通過細胞增殖實驗、細胞凋亡實驗和細胞內(nèi)活性氧(ROS)檢測,考察染毒濃度、染毒時間、納米材料粒徑、不同金屬種類、不同植物質(zhì)對Bio-NPs的生物毒性的影響。結(jié)果表明,染毒濃度在0-100μg·mL-1,染毒時間在0-48 h范圍內(nèi),Bio-NPs對L02和HEK細胞的生物毒性存在時間依賴和劑量依賴關(guān)系,生物毒性隨著時間和劑量的增加而增加。染毒時間24h,染毒濃度40μg·mL-1,粒徑在15-70nm范圍內(nèi),Bio-NPs對L02和HEK細胞的生物毒性隨著納米材料粒徑的增加而減小。染毒時間24h,染毒濃度100μg·mL-1時,30-Au-CC的生物毒性顯著低于30-Ag-CC的生物毒性,這主要是因為30-Au-CC釋放的金屬離子產(chǎn)生的生物毒性弱得多。FT-IR譜圖顯示植物質(zhì)中的還原性成分與Bio-NPs的生物毒性密切相關(guān),還原性基團種類越多,生物毒性越小。選擇化學(xué)法和生物法合成的相近粒徑的Ag納米材料15-Ag-Chem和15-Ag-SG,以及15-Ag-Chem上包覆常見穩(wěn)定劑SH-PEG得到的15-Ag-Chem@PEG,仍以L02和HEK細胞為受試對象,通過細胞增殖、細胞凋亡、細胞內(nèi)ROS檢測、蛋白免疫印跡(Western blotting,WB)等實驗比較三種納米材料的細胞毒性。在染毒濃度為40 μg·mL-1,染毒時間為24h條件下,由于15-Ag-SG表面具有的還原性基團種類較15-Ag-Chem@PEG和15-Ag-Chem多,導(dǎo)致Bio-NPs的生物毒性比化學(xué)法合成金屬納米顆粒(Chem-NPs)(15-Ag-Chem@PEG和15-Ag-Chem)的生物毒性低,對于L02細胞,其細胞存活率分別為82.82%、39.77%和25.86%,對于HEK細胞,其細胞存活率分別為80.37%、5.89%和2.00%。植物質(zhì)對納米材料的生物毒性具有減弱作用,植物質(zhì)濃度越高,減弱作用越強。WB結(jié)果表明,與15-Ag-Chem@PEG和15-Ag-Chem相比,15-Ag-SG染毒后內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的關(guān)鍵白蛋白Perk、eIF2α和ATF4的表達變化量最小,15-Ag-Chem處理組引起的變化量最大。由15-Ag-SG染毒后的L02細胞和HEK細胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)蛋白的表達推測Bio-NPs的毒性機制為:Bio-NPs在進入細胞后,首先引起細胞的氧化應(yīng)激,而后ROS進攻細胞內(nèi)游離的巰基,導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的激活,最終導(dǎo)致細胞凋亡的產(chǎn)生。
【圖文】：

材料的環(huán)境行為與生物毒性逡逑材料的環(huán)境行為逡逑人體的納米材料主要來自于：大氣，土壤，水體。以大氣為源頭，納米材料，，經(jīng)過大氣輸送，經(jīng)人體呼吸道可直接進入人體，對人體外，大氣中的納米材料，也可經(jīng)過大氣與地表之間的物質(zhì)交換，進以土壤為源頭，土壤中的納米材料可直接被陸生生物吸收再經(jīng)生物，也可經(jīng)土壤轉(zhuǎn)化，而后被陸生生物所吸收最后向人體富集。此外，米材料在土壤中進行擴散和滲透可進入地下水系統(tǒng)。以水體為源頭，米材料既可經(jīng)過地表徑流也可經(jīng)過地下水體系向水生生物富集，最的傳遞，納米材料會流向生物鏈頂端的人類。逡逑

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【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1

【參考文獻】

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本文編號：2635709