【摘要】：空氣污染由自然界和人類活動產(chǎn)生的物質(zhì)成分混合而成。大氣顆粒物(Atmospheric particulate matters,PM)是空氣污染物的主要成分之一,也是影響我國城市空氣質(zhì)量的主要污染物之一。大氣顆粒物污染已經(jīng)成為威脅人類健康的重要因素,尤其是空氣動力學(xué)直徑小于2.5 μm的PM2.5更被認為與多種重大呼吸、代謝等疾病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。目前對于大氣顆粒物的采集最常用的方法是濾膜采集法和分級采集法。采集大氣顆粒物常用的采樣膜有聚四氟乙烯(特氟隆)膜、玻璃纖維膜、聚碳酸酯膜、石英膜等,然而目前常用的采樣膜存在本底干擾強,提取效率低等缺點,不能完全適用于細胞實驗。本實驗針對目前采樣膜的缺點,探索用生物兼容的瓊脂培養(yǎng)基制成的膜代替撞擊式大氣顆粒物采樣器的常規(guī)濾膜,使顆粒物撞擊到軟性的瓊脂膜上,將含有大氣顆粒物的瓊脂膜直接暴露細胞,開發(fā)了一種新型低擾動、低破壞的采樣方法。本研究采用人肝癌細胞HepG2和人正常細胞HL7702作為體外模型,觀察瓊脂膜與特氟隆膜在同等條件下的采集顆粒小于2.1μm的大氣PM2.1對肝細胞活力、氧化應(yīng)激,凋亡,蛋白組學(xué)的影響,評價在兩種處理方式下PM2.1對這兩種肝細胞的毒性作用。主要內(nèi)容如下:1)通過冷凍干燥法制備瓊脂采樣膜,選擇了 1%的瓊脂凝膠濃度和冰箱緩慢冷凍的最佳制膜條件,利用SEM,ATR-FTIR等一系列表征手段表征了瓊脂采樣膜的結(jié)構(gòu)特征。并利用SEM-EDX、ATR-FTIR、離子色譜、ICP-OES,GC-MS等方式表征采樣膜上的大氣顆粒物,驗證了瓊脂采樣膜與傳統(tǒng)采樣膜(特氟隆膜等)在大氣顆粒物采集效率的一致性,探索了瓊脂采樣膜在大氣顆粒物采集中的獨特優(yōu)勢,驗證了瓊脂采樣膜在大氣顆粒物采集方面的可行性。2)分別利用瓊脂膜與特氟隆膜采集南京某地區(qū)大氣中的大氣細顆粒物PM2.1,首先用CCK-8法檢測兩種膜上細顆粒物不同處理方式刺激對HepG2細胞和HL7702細胞的活力,確定為50,100,200λg/mL作為瓊脂組的刺激濃度,100,200,400μg/mL作為特氟隆組的刺激濃度。通過蛋白組學(xué)iTRAQ研究刺激后對細胞整體組學(xué)的改變,進一步分析兩種膜的優(yōu)劣及細顆粒物對細胞的毒性作用差異。通過Annexin V-FITC/PI雙染法檢測細顆粒物刺激24h后細胞的凋亡情況以及運用Real-time PCR法及Western Blot法檢測Bax、Bcl-2和Caspase3的mRNA和蛋白表達量情況,分析肝細胞凋亡的原因是Bcl-2/Bax 比值的變化以及Caspase3的活化,而這一過程可能是由細胞高氧化壓力導(dǎo)致。采用流式DCFH-DA熒光探針法檢測細顆粒物刺激細胞24h,發(fā)現(xiàn)隨著顆粒物濃度提高,細胞活性氧也隨之提高。通過酶標(biāo)法檢測細顆粒物刺激24h后細胞內(nèi)總SOD、CAT酶活力下降和MDA含量上升,顯示細顆粒物刺激后誘導(dǎo)細胞產(chǎn)生氧化應(yīng)激;運用Real-time PCR法及Western Blot法檢測細顆粒物刺激24h后兩種細胞Nrf2、HO-1和KEAP1的mRNA和蛋白表達情況,可知細胞通過上調(diào)HO-1蛋白表達和自我泛素化KEAP-1通路來應(yīng)對氧化壓力。對比細胞活力、細胞凋亡等結(jié)果,發(fā)現(xiàn)相同濃度下瓊脂組的毒性大于特氟隆組;同一濃度相同組下HL7702比HepG2更容易凋亡。瓊脂組毒性更大的原因可能與直接提取方式以及瓊脂膜本身易吸附大氣中的有機物質(zhì)、內(nèi)毒素等有關(guān);而HL7702作為人正常細胞往往比人肝癌細胞更加敏感。
【圖文】：

顆粒物逡逑污染由自然界和人類活動產(chǎn)生的物質(zhì)成分混合而成。大氣混合污染主染源排放的氣態(tài)和顆粒態(tài)一次污染物以及其在擴散中經(jīng)過系列物理、成的二次細顆粒物和臭氧等二次污染物組成。大氣顆粒物是大氣中存態(tài)和液態(tài)顆粒狀物質(zhì)的總稱。各種顆粒狀物質(zhì)均勻地分散在大氣中構(gòu)穩(wěn)定的龐大的懸浮體系，即氣溶膠體系，，因此大氣顆粒物也稱為大氣ｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ邋ａｅｒｏｓｏｌｓ）邋ｍ。大氣顆粒物根據(jù)尺寸（空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑以下幾類［２］：邋１）邋ｌ00（ｉｍ以下的顆粒成為總懸浮顆粒物（Ｔｏｔａｌｓｕｓｐｅｎｄｔｅ，ＴＳＰ）：邋２）邋ｌＯｐｍ邋以下的顆粒被稱為可吸入顆粒物（ＴｈｏｒａｃｉｃｐａｒｔｉｃｕｌａｔＭ１０）；邋２）邋２．５邋ｊａｍ邋以下的顆粒被稱為細顆粒物（Ｆｉｎｅ邋ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ邋ｍａｔｔ；邋４）邋０．１邋（ｉｍ以下的顆粒被稱為超細顆粒物（Ｕｌｔｒａｆｍｅ邋ｐａｒｔｉｃｌｅｓ，邋ＰＭ０．１

圖１．２濾膜采樣器過濾頭示意圖逡逑．緊固圈；３．密封圈；４．接座圈；５．支撐網(wǎng)；６．濾膜；７．抽ｕｒｅ邋１．２邋Ａ邋ｓｃｈｅｍｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｈｅａｄ邋ｏｆ邋ｆｉｌｔｅｒ邋ｍｅｍｂｒａｎｅ邋ｓａｍｐｌｅｒ＾逡逑ｅ；邋２．邋ｔｉｇｈｔｅｎｉｎｇ邋ｒｉｎｇ；邋３．邋ｓｅａｌ邋ｒｉｎｇ；邋４．邋ｓｅａｔ邋ｒｉｎｇ；邋５．邋ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ邋ｎ６．邋ｆｉｌｔｅｒ邋ｍｅｍｂｒａｎｅ；邋７．邋ｅｘｈａｕｓｔ邋ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）逡逑積法。利用顆粒物的重力、空氣動力和濃度擴散作用自然沉積法不需要動力設(shè)備，簡單易行，且采樣時間長，尺寸分級難以把握，不能反映粒徑對毒性的影響。逡逑樣法。安德森級聯(lián)撞擊式采樣器廣泛應(yīng)用于評估空氣可以將不同尺寸的大氣顆粒物分別采集到不同的采樣尺寸大氣顆粒物的理想采樣裝置之一（如圖１．３）。其基的氣流經(jīng)過切割到每一級撞擊盤時，其中較大的顆粒物
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ051.893;X513

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本文編號：2648371