目前,納米材料由于優(yōu)越的理化性質(zhì)得到廣泛的應(yīng)用和關(guān)注,伴隨而來的是其對環(huán)境及人體健康的威脅。在超過2000件納米商品中,有一半是被廣泛應(yīng)用于抗菌領(lǐng)域的納米銀,這使得其應(yīng)用被限制。因此,很多提升納米銀生物兼容性的方法被提出,如對其形狀、尺寸和表面修飾的調(diào)節(jié)等。然而,由于材料的物理化學(xué)性質(zhì)的改變,其生物兼容性的提升往往伴隨著性能的降低�；诖�,本研究提出從細(xì)胞中篩選小分子代謝物對納米材料進(jìn)行表面修飾,從而在不改變原有功能的前提下降低其生物毒性。首先,將人正常肝細(xì)胞（LO₂）暴露于納米銀,利用多種代謝組學(xué)分析手段（火山圖包括樣本t檢驗和差異倍數(shù)分析、偏最小二乘法判別分析及基因芯片顯著性分析）分析細(xì)胞代謝物變化。將不同濃度的下調(diào)代謝物重新添加到細(xì)胞培養(yǎng)基后,結(jié)合細(xì)胞毒理學(xué)試驗（包括細(xì)胞存活率、氧化應(yīng)激程度和細(xì)胞凋亡）進(jìn)一步篩選具有降低納米銀毒性作用的生物小分子。小分子代謝物作為表面修飾物對納米銀毒性和抗菌性的調(diào)控也被進(jìn)一步探究。主要研究結(jié)果如下:（1）六種代謝物被篩選出來,分別是L型天冬氨酸、L型蘋果酸、肌醇、D型山梨糖醇、檸檬酸和L型半胱氨酸。除L型半胱氨酸是上調(diào)代謝物... 

【文章來源】：南開大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

納米材料對環(huán)境和健康的潛在威脅

圖 1.2 納米銀的主要人體暴露途徑Figure 1.2 Exposure pathways of nanosilver towards human beings.納米材料相似，納米銀進(jìn)入生物體內(nèi)的方式包括吸入（鞋噴霧）、攝食（食物包裝、納米藥劑）、皮膚接觸（繃帶、化妝品、米載藥、納米成像）[27, 40, 41]，詳見圖 1-2。略不同于其他納米納米銀的更多應(yīng)用集中于醫(yī)療，因此，納米銀常常主動性暴露具有潛在威脅卻因其不可替代性而無法停止使用[42]。進(jìn)入體通過血液傳遞到各組織器官。已有研究表明，納米銀具有穿透障的能力，證明其具神經(jīng)毒性和傳代毒性的潛在危害[43]。關(guān)于機(jī)制主要有兩種，納米銀在體內(nèi)遷移時銀離子的直接釋放及積后的長期離子釋放效應(yīng)（類特洛伊木馬效應(yīng)）[44]。無論是哪的釋放都是納米銀產(chǎn)生生物毒性的一個主要原因。釋放的銀離化的納米銀表層[45, 46]。銀離子在短時間內(nèi)會吸附在納米銀表

表面修飾能直接改變納米材料表面電荷密度和電荷性質(zhì)。一般來荷密度會促使細(xì)胞吞噬作用的進(jìn)行且導(dǎo)致強(qiáng)細(xì)胞毒性[16]。細(xì)胞膜的損同表面電荷密度成正比關(guān)系[95,96]。除了電荷密度外，電荷的正負(fù)性也有。經(jīng)過比對中性、兩性、正電性和負(fù)電性四種不同表面電荷性質(zhì)后，發(fā)荷成中性的納米材料免疫反應(yīng)和細(xì)胞毒性較低，而表面電荷為正電的毒性[97,98]。從材料和細(xì)胞表面接觸角度分析，正電荷的材料更易于直接表面的細(xì)胞膜，因而產(chǎn)生高細(xì)胞毒性[99]。研究發(fā)現(xiàn)同其他表面電荷的納，表面為正電修飾的納米銀誘發(fā)了更多的細(xì)胞毒性、基因毒性和致突變，只有表面正電的納米銀能夠在細(xì)胞核和線粒體中被發(fā)現(xiàn)[100]。值得注如果表面電荷密度足夠大時，表面電荷性質(zhì)對于生物毒性的影響可以被談及利于降解的表面修飾，有研究發(fā)現(xiàn)被脂質(zhì)體包裹的金納米顆粒 14酶解為小粒子并從生物主要器官完全清除[72]。盡管關(guān)于對納米材料進(jìn)行表面修飾進(jìn)而提升其生物兼容性的方法已經(jīng)用，大多數(shù)方法均是基于經(jīng)驗的，對于表面修飾物質(zhì)的篩選并無統(tǒng)一標(biāo)，建立某種修飾物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)篩選方法會便于構(gòu)建強(qiáng)生物兼容性納米材料。


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