本文關(guān)鍵詞：利用RTCA等技術(shù)評價(jià)納米氧化鋅的生物安全性

  更多相關(guān)文章： 納米氧化鋅 RTCA 細(xì)胞毒性 氧化應(yīng)激 細(xì)胞周期 細(xì)胞凋亡

【摘要】：隨著納米氧化鋅在化工、光電、橡膠、陶瓷、玻璃、印染、化妝品、生物醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域的廣泛使用,其生物安全性備受關(guān)注。環(huán)境中的納米氧化鋅可以通過呼吸等途徑侵入人體,引起呼吸系統(tǒng)的生物學(xué)效應(yīng),而呼吸系統(tǒng)受損將使納米顆粒經(jīng)氣血屏障以及心血管系統(tǒng)侵入其他組織器官的機(jī)率顯著增加。深入研究納米氧化鋅的生物學(xué)效應(yīng)及安全性具有重要的科學(xué)價(jià)值和社會意義。本論文以人肺泡II型上皮細(xì)胞A549、人正常肺上皮細(xì)胞BEAS-2B、人非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞H1975及HCC827作為研究模型,采用細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察、RTCA實(shí)時(shí)無標(biāo)記細(xì)胞分析技術(shù)、WST-1等實(shí)驗(yàn)技術(shù),研究納米氧化鋅對上述多種呼吸系統(tǒng)來源正常及腫瘤細(xì)胞系的體外生物學(xué)效應(yīng)。同時(shí),采用RTCA實(shí)時(shí)心肌細(xì)胞分析技術(shù),探索納米氧化鋅對原代乳鼠心肌細(xì)胞的毒性作用,以及對心肌細(xì)胞跳動的影響。此外,論文通過檢測細(xì)胞內(nèi)活性氧自由基(ROS)水平、乳酸脫氫酶(LDH)水平、細(xì)胞周期變化及細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)情況,探討納米氧化鋅的體外生物學(xué)效應(yīng)的作用機(jī)制。論文研究發(fā)現(xiàn)在12.5 μg/ml～100 μg/ml濃度范圍內(nèi),納米氧化鋅對上述呼吸系統(tǒng)正常及腫瘤細(xì)胞系均存在劑量依賴性的毒性作用。同時(shí),論文研究結(jié)果證實(shí)在12.5μg/ml～100 μg/ml濃度范圍內(nèi),納米氧化鋅對原代乳鼠心肌細(xì)胞活力、跳動幅度及頻率均有不同程度的影響,其毒性作用的可逆性與納米氧化鋅濃度及作用時(shí)間長短有關(guān)。初步的機(jī)制研究表明12.5 μg/ml及以上濃度的納米氧化鋅可導(dǎo)致BEAS-2B人正常肺上皮細(xì)胞和H9C2大鼠心肌細(xì)胞內(nèi)ROS產(chǎn)生大量增加,50 μg/ml及以上濃度的納米氧化鋅可導(dǎo)致A549細(xì)胞內(nèi)ROS大量增加。當(dāng)細(xì)胞膜受到損傷破裂時(shí),大量的LDH從胞內(nèi)釋放到胞外培養(yǎng)基中,在濃度大于25 μg/ml的納米氧化鋅作用下,A549、BEAS-2B和H9C2三種細(xì)胞均在胞外培養(yǎng)基檢出大量的LDH。證實(shí)納米氧化鋅的毒性作用與氧化應(yīng)激效應(yīng)有密切聯(lián)系。PI單染及AnnexinV/PI雙染流式分析實(shí)驗(yàn)表明,納米氧化鋅作用24hr后,A549、BEAS-2B、H9C2三種細(xì)胞系的細(xì)胞周期分布發(fā)生了變化,并均觀察到細(xì)胞凋亡。隨著納米氧化鋅濃度的增加,G0/G1期細(xì)胞比例顯著減少,G2/M期細(xì)胞比例顯著增加,細(xì)胞凋亡也呈增加趨勢。上述研究成果為深入研究和評價(jià)納米氧化鋅的毒性及生物安全性提供了重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。同時(shí),本論文研究證實(shí)納米氧化鋅材料對RTCA電極的影響極其輕微,RTCA分析系統(tǒng)對研究納米氧化鋅材料的生物學(xué)效應(yīng)具有良好的靈敏性、預(yù)測性,并具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、檢測周期長短可調(diào)、檢測功能多樣化等特性,提示RTCA技術(shù)為納米材料的生物學(xué)效應(yīng)及毒理學(xué)等研究提供了理想、便捷的檢測方法,也進(jìn)一步拓寬了RTCA技術(shù)的應(yīng)用范圍。
【關(guān)鍵詞】：納米氧化鋅 RTCA 細(xì)胞毒性 氧化應(yīng)激 細(xì)胞周期 細(xì)胞凋亡
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R318.08;O614.241;TB383.1
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 納米技術(shù)和納米材料的概念12
• 1.2 納米材料的生物安全性12-13
• 1.3 納米氧化鋅的應(yīng)用與生物安全性研究進(jìn)展13-17
• 1.3.1 納米氧化鋅的應(yīng)用14-15
• 1.3.2 納米氧化鋅的生物安全性研究進(jìn)展15-17
• 1.4 RTCA技術(shù)簡介17-24
• 1.4.1 分析參數(shù)的定義21-23
• 1.4.2 心肌細(xì)胞模型中參數(shù)和數(shù)據(jù)分析方法23-24
• 1.5 本論文的研究目的、研究內(nèi)容及研究思路24-26
• 1.5.1 本論文的研究目的24
• 1.5.2 本論文的研究內(nèi)容及研究思路24-26
• 第二章 納米氧化鋅對呼吸系統(tǒng)正常和腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)效應(yīng)研究26-50
• 2.1 前言26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料26-27
• 2.2.1 細(xì)胞株26
• 2.2.2 主要試劑26-27
• 2.2.3 主要儀器27
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法27-32
• 2.3.1 細(xì)胞培養(yǎng)27-28
• 2.3.2 利用RTCA技術(shù)檢測納米氧化鋅對細(xì)胞增殖的作用28-31
• 2.3.3 WST-1檢測納米氧化鋅對細(xì)胞生長及增殖的作用31-32
• 2.3.4 形態(tài)學(xué)觀察納米氧化鋅對細(xì)胞生長及增殖的作用32
• 2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果32-48
• 2.4.1 納米氧化鋅對RTCA電極的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果32-33
• 2.4.2 納米氧化鋅RTCA毒理模型實(shí)驗(yàn)條件的確定33-35
• 2.4.3 納米氧化鋅的細(xì)胞毒性檢測結(jié)果35-48
• 2.5 討論48-50
• 第三章 納米氧化鋅對心肌細(xì)胞的生物學(xué)效應(yīng)研究50-65
• 3.1 前言50
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料50-51
• 3.2.1 細(xì)胞株50
• 3.2.2 主要試劑50-51
• 3.2.3 主要儀器51
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法51-54
• 3.3.1 原代乳鼠心肌細(xì)胞分離51-52
• 3.3.2 RTCA系統(tǒng)測試52-53
• 3.3.3 換液53
• 3.3.4 藥物配制和加藥53
• 3.3.5 形態(tài)學(xué)觀察53-54
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果54-64
• 3.4.1 正常原代乳鼠心肌細(xì)胞(未加藥物組)增殖及跳動情況54-56
• 3.4.2 納米氧化鋅對原代乳鼠心肌細(xì)胞的作用56-63
• 3.4.3 形態(tài)學(xué)觀察63-64
• 3.5 討論64-65
• 第四章 納米氧化鋅對呼吸系統(tǒng)細(xì)胞和心肌細(xì)胞的作用機(jī)制研究65-82
• 4.1 前言65-66
• 4.2 實(shí)驗(yàn)材料66-67
• 4.2.1 細(xì)胞株66
• 4.2.2 主要試劑66-67
• 4.2.3 主要儀器67
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方法67-69
• 4.3.1 細(xì)胞培養(yǎng)67
• 4.3.2 乳酸脫氫酶LDH釋放水平測定67-68
• 4.3.3 超氧化物歧化酶ROS水平測定68
• 4.3.4 細(xì)胞周期檢測68
• 4.3.5 細(xì)胞凋亡檢測68-69
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果69-80
• 4.4.1 乳酸脫氫酶LDH釋放69-70
• 4.4.2 超氧化物歧化酶ROS含量測定70-72
• 4.4.3 細(xì)胞周期檢測結(jié)果72-76
• 4.4.4 細(xì)胞凋亡檢測結(jié)果76-80
• 4.5 討論80-82
• 第五章 結(jié)論82-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 作者簡介89

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本文編號：695171