發(fā)布時(shí)間：2018-03-31 10:27

  本文選題：碲化鎘量子點(diǎn)　切入點(diǎn)：氧化應(yīng)激酶　出處：《山東大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：量子點(diǎn)(Quantum dots, QDs)是一類人工合成的粒徑范圍從2nm到100 nm的半導(dǎo)體納米晶體,主要構(gòu)成元素為ⅡB-ⅥA族元素(如CdSe, CdTe等)或ⅢA-VA族元素(如InP, GaAs等)。由于其優(yōu)異的光物理性質(zhì)(發(fā)射光譜窄而對稱、發(fā)射波長可調(diào)、激發(fā)光譜寬、抗光漂白性強(qiáng))和良好的化學(xué)加工性能,量子點(diǎn)作為成像媒介和生物標(biāo)記物被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、生物、化學(xué)等領(lǐng)域。但是隨著量子點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和應(yīng)用,其毒性不斷被報(bào)道出來,例如與生物大分子相結(jié)合、產(chǎn)生活性氧、釋放重金屬離子、細(xì)胞凋亡和基因表達(dá)的改變等,引起了人們的廣泛關(guān)注。研究表明納米材料可以通過肺部和消化系統(tǒng)進(jìn)入體內(nèi),所以量子點(diǎn)對體內(nèi)蛋白、靶器官等受體的毒性效應(yīng)值得深入探究。首先我們研究了CdTe量子點(diǎn)對氧化應(yīng)激酶(過氧化氫酶CAT和超氧化物歧化酶Cu/ZnSOD)的結(jié)構(gòu)和功能的影響,這可能決定著其進(jìn)入體內(nèi)后對細(xì)胞或者組織器官的毒性效應(yīng)。然后研究了CdTe量子點(diǎn)對小鼠原代肝細(xì)胞和腎細(xì)胞的毒性作用,因?yàn)榇罅垦芯勘砻鞲闻K以及腎臟是含鎘量子點(diǎn)的主要毒性靶器官。最后研究了CdTe量子點(diǎn)與血液蛋白(牛血清蛋白BSA和牛血紅蛋白BHb)的相互作用,量子點(diǎn)對血液蛋白的影響能夠改變其在機(jī)體內(nèi)的歸趨。本文從分子水平和細(xì)胞水平上探討了CdTe量子點(diǎn)的毒性效應(yīng)。主要研究內(nèi)容和結(jié)論包括以下五個(gè)方面：第一部分：我們利用“一鍋法”合成了N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)包被的CdTe量子點(diǎn),獲得了熒光發(fā)射峰位于612 nm處的NAC-CdTe量子點(diǎn)(QDs-612),并對合成的CdTe量子點(diǎn)進(jìn)行了純化和表征。第二部分：利用熒光光譜、熒光壽命、同步熒光光譜、紫外可見光譜、圓二色譜、酶活測定等實(shí)驗(yàn)方法,探究了QDs-612對CAT的毒性作用。研究表明QDs-612引起了CAT熒光的靜態(tài)猝滅,同時(shí)改變了蛋白的骨架和二級結(jié)構(gòu),使CAT中的色氨酸殘基暴露于親水性的環(huán)境當(dāng)中。通過疏水作用力,CAT與QDs-612發(fā)生了自發(fā)的結(jié)合,降低了蛋白的活性,在298 K時(shí)結(jié)合常數(shù)為7.21×105 L mol-1。第三部分：利用等溫滴定量熱、熒光光譜、熒光壽命、同步熒光光譜、紫外可見光譜、圓二色譜、酶活測定等實(shí)驗(yàn)方法,探究了QDs-612對Cu/ZnSOD結(jié)構(gòu)和功能的影響。研究表明QDs-612引起了Cu/ZnSOD熒光的靜態(tài)猝滅,同時(shí)改變了蛋白的骨架和二級結(jié)構(gòu),使Cu/ZnSOD中的酪氨酸殘基暴露到一個(gè)親水性的環(huán)境當(dāng)中。通過疏水作用力,Cu/ZnSOD與QDs-612發(fā)生了自發(fā)的結(jié)合,降低了蛋白的活性,在298 K時(shí)結(jié)合常數(shù)為3.28×105 L mol-1。第四部分：利用CCK-8法初步分析了QDs-612的細(xì)胞毒性,從整體上評價(jià)了QDs-612對小鼠原代肝細(xì)胞和腎細(xì)胞活力的影響。研究表明QDs-612引起了小鼠原代肝、腎細(xì)胞活力的明顯下降。通過實(shí)驗(yàn)組中加維生素C和不加維生素C的比較,可以看出細(xì)胞活力的下降與QDs-612產(chǎn)生的氧化損傷有關(guān)。同時(shí)測定了小鼠原代肝細(xì)胞和腎細(xì)胞內(nèi)CAT和SOD的活性變化。結(jié)果表明量子點(diǎn)明顯降低了這兩種細(xì)胞中CAT和SOD的活性,進(jìn)一步驗(yàn)證了QDs-612對細(xì)胞產(chǎn)生的氧化損傷。此外,QDs-612對小鼠原代腎細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞毒性要大于小鼠原代肝細(xì)胞。第五部分：利用等溫滴定量熱、熒光光譜、熒光壽命、同步熒光光譜、紫外可見光譜、圓二色譜等實(shí)驗(yàn)手段,研究了QDs-612對BSA和BHb的作用機(jī)理。研究表明QDs-612通過疏水作用力與BSA和BHb發(fā)生了自發(fā)的結(jié)合,在298 K下結(jié)合常數(shù)分別為1.19×105 L mol-1 (BSA-QDs)、2.19×105 L mol-1 (BHb-QDs)。結(jié)合使BSA和BHb的熒光發(fā)生了靜態(tài)猝滅,并且改變了這兩種蛋白的骨架和二級結(jié)構(gòu)。同時(shí),BHb中的色氨酸殘基暴露在了一個(gè)親水性的環(huán)境當(dāng)中�？傮w上看,QDs-612對BHb的毒性作用要大于BSA�；诠庾V學(xué)和等溫滴定量熱等實(shí)驗(yàn)技術(shù),本文從分子和細(xì)胞水平對水相合成的NAC-CdTe量子點(diǎn)對氧化應(yīng)激、細(xì)胞活力和相關(guān)效應(yīng)產(chǎn)生的影響進(jìn)行了探討,對于全面評價(jià)該類量子點(diǎn)的毒性提供了有價(jià)值的參考,研究結(jié)果有助于設(shè)計(jì)及合成生物相容性及穩(wěn)定性更佳的量子點(diǎn),并為合理利用并最大限度地降低量子點(diǎn)的毒性效應(yīng)提供了理論參考。
[Abstract]:Quantum dots ( QDs ) are a class of semiconductor nanocrystals with a particle size ranging from 2 nm to 100 nm . The main constituent elements are Group II B - VI A elements ( such as cdse , CdTe , etc . ) or Group III A - VA elements ( e.g . InP , GaAs , etc . ) . The effects of CdTe quantum dots on the structure and function of mouse primary hepatocytes and renal cells have been studied . The effects of CdTe quantum dots on the structure and function of oxidative stress enzymes ( such as bovine serum albumin BSA and bovine hemoglobin BHb ) have been studied . The effects of QDs - 612 on oxidative stress , cell viability and oxidative damage in primary liver and kidney cells of mice were investigated . The results showed that QDs - 612 could significantly reduce the cytotoxicity of QDs - 612 in primary liver and kidney cells .

【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X503

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本文編號：1690335