基于體外腸道模型的微塑料腸毒性效應(yīng)及其機(jī)制研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-23 08:45
食品和飲用水中的微塑料可通過經(jīng)口暴露進(jìn)入人體中,對人體腸道產(chǎn)生潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)有研究表明,微塑料會引起水生生物和小鼠的腸道屏障損傷和炎癥反應(yīng),并表現(xiàn)出尺寸效應(yīng)。但是,很少有研究考慮在胃腸道消化過程中消化環(huán)境(p H、時(shí)間和營養(yǎng)狀況等)對微塑料物化特性及其潛在毒性的影響,因此本研究在體外模擬微塑料在胃腸系統(tǒng)(唾液、胃液和小腸液)中的消化過程,并采用體外腸道模型進(jìn)行了毒性評估。Caco-2細(xì)胞是人結(jié)腸腺癌細(xì)胞,在Transwell上培養(yǎng)一段時(shí)間后可分化形成單層細(xì)胞模型,有效模擬腸上皮屏障,已被廣泛應(yīng)用于污染物對腸道的轉(zhuǎn)運(yùn)和毒性研究。本研究選擇100 nm和5μm聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)作為不同粒徑微塑料的代表,基于體外腸道模型探究微塑料腸毒性效應(yīng)及其機(jī)制,具體研究內(nèi)容包括:1、不同粒徑微塑料的Caco-2細(xì)胞攝取和毒性研究;2、體外消化前后微塑料對Caco-2單層細(xì)胞膜的毒性及其機(jī)制研究;3、體外消化前后微塑料與砷對Caco-2單層細(xì)胞膜的聯(lián)合毒性研究。上述研究結(jié)果為微塑料及其共存污染物的腸道健康風(fēng)險(xiǎn)評估提供了科學(xué)依據(jù)和基礎(chǔ)信息。(1)針對不同粒徑微塑料的潛在Caco-2細(xì)胞毒性差...
【文章來源】:南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1雙殼類動物(左圖)和魚類(右圖)中的微塑料組織分布;每個(gè)點(diǎn)代表
本研究技術(shù)路線
南京大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章不同粒徑微塑料的Caco-2細(xì)胞攝取和毒性研究232.3結(jié)果與討論2.3.1微塑料的表征信息微塑料的形貌通過TEM進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)100nmPS-MPs和5μmPS-MPs均為表面光滑的球形結(jié)構(gòu),微球的分散性較好,沒有明顯的聚集現(xiàn)象(圖2.1)。采用DLS分析微塑料的粒徑分布,結(jié)果顯示,100nmPS-MPs在培養(yǎng)基中的水合粒徑分布在80-240nm范圍內(nèi)(圖2.2)。微塑料的化學(xué)成分通過傅立葉紅外光譜(FTIR)進(jìn)行分析,結(jié)果如圖2.3所示。查閱FTIR數(shù)據(jù)庫和相關(guān)文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn),波長為3082.1cm-1、3059cm-1和3026.2cm-1處的吸收峰來自苯環(huán)上的C-H鍵的伸縮振動,2922.0cm-1和2848.7cm-1處的吸收峰來自-CH2-的C-H鍵的伸縮振動,在1942.2cm-1、1868.9cm-1和1802.4cm-1波長下都觀察到苯環(huán)剛性振動的特征峰,在1600.8cm-1、1583.1cm-1、1492.8cm-1和1452.3cm-1波長下觀察到苯環(huán)的C-C拉伸特征峰,在1028cm-1處的峰值來自苯環(huán)的面內(nèi)C-H彎曲,而698.2cm-1和756.1cm-1處的峰是由苯基取代引起的[112]。這些特征峰的出現(xiàn)表明微塑料的成分為聚苯乙烯,且100nmPS-MPs和5μmPS-MPs的化學(xué)組成基本一致。兩種微塑料的化學(xué)組成相似性和特征峰分布均與之前的研究結(jié)果一致[113]。(a)(b)圖2.1(a)100nmPS-MPs和(b)5μmPS-MPs透射電鏡圖Figure2.1TEMimagesof(a)100nmPS-MPsand(b)5μmPS-MPs
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水環(huán)境中微塑料的污染現(xiàn)狀、生物毒性及控制對策[J]. 李愛峰,李方曉,邱江兵,閆晨,柳超,孟范平,李正炎,李瑾,郎印海,胡泓. 中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(10)
[2]Fucoidan enhances intestinal barrier function by upregulating the expression of claudin-1[J]. Atsushi Iraha,Hiroshi Chinen,Akira Hokama,Takumi Yonashiro,Tetsu Kinjo,Kazuto Kishimoto,Manabu Nakamoto,Tetsuo Hirata,Nagisa Kinjo,Futoshi Higa,Masao Tateyama,Fukunori Kinjo,Jiro Fujita. World Journal of Gastroenterology. 2013(33)
[3]飲水型砷中毒致人體紅細(xì)胞膜Na+-K+-ATP酶活性的改變及膜損傷[J]. 易春霞,王生玲,地力夏提·亞克甫. 地方病通報(bào). 2009(03)
本文編號:3047319
【文章來源】:南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1雙殼類動物(左圖)和魚類(右圖)中的微塑料組織分布;每個(gè)點(diǎn)代表
本研究技術(shù)路線
南京大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章不同粒徑微塑料的Caco-2細(xì)胞攝取和毒性研究232.3結(jié)果與討論2.3.1微塑料的表征信息微塑料的形貌通過TEM進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)100nmPS-MPs和5μmPS-MPs均為表面光滑的球形結(jié)構(gòu),微球的分散性較好,沒有明顯的聚集現(xiàn)象(圖2.1)。采用DLS分析微塑料的粒徑分布,結(jié)果顯示,100nmPS-MPs在培養(yǎng)基中的水合粒徑分布在80-240nm范圍內(nèi)(圖2.2)。微塑料的化學(xué)成分通過傅立葉紅外光譜(FTIR)進(jìn)行分析,結(jié)果如圖2.3所示。查閱FTIR數(shù)據(jù)庫和相關(guān)文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn),波長為3082.1cm-1、3059cm-1和3026.2cm-1處的吸收峰來自苯環(huán)上的C-H鍵的伸縮振動,2922.0cm-1和2848.7cm-1處的吸收峰來自-CH2-的C-H鍵的伸縮振動,在1942.2cm-1、1868.9cm-1和1802.4cm-1波長下都觀察到苯環(huán)剛性振動的特征峰,在1600.8cm-1、1583.1cm-1、1492.8cm-1和1452.3cm-1波長下觀察到苯環(huán)的C-C拉伸特征峰,在1028cm-1處的峰值來自苯環(huán)的面內(nèi)C-H彎曲,而698.2cm-1和756.1cm-1處的峰是由苯基取代引起的[112]。這些特征峰的出現(xiàn)表明微塑料的成分為聚苯乙烯,且100nmPS-MPs和5μmPS-MPs的化學(xué)組成基本一致。兩種微塑料的化學(xué)組成相似性和特征峰分布均與之前的研究結(jié)果一致[113]。(a)(b)圖2.1(a)100nmPS-MPs和(b)5μmPS-MPs透射電鏡圖Figure2.1TEMimagesof(a)100nmPS-MPsand(b)5μmPS-MPs
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水環(huán)境中微塑料的污染現(xiàn)狀、生物毒性及控制對策[J]. 李愛峰,李方曉,邱江兵,閆晨,柳超,孟范平,李正炎,李瑾,郎印海,胡泓. 中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(10)
[2]Fucoidan enhances intestinal barrier function by upregulating the expression of claudin-1[J]. Atsushi Iraha,Hiroshi Chinen,Akira Hokama,Takumi Yonashiro,Tetsu Kinjo,Kazuto Kishimoto,Manabu Nakamoto,Tetsuo Hirata,Nagisa Kinjo,Futoshi Higa,Masao Tateyama,Fukunori Kinjo,Jiro Fujita. World Journal of Gastroenterology. 2013(33)
[3]飲水型砷中毒致人體紅細(xì)胞膜Na+-K+-ATP酶活性的改變及膜損傷[J]. 易春霞,王生玲,地力夏提·亞克甫. 地方病通報(bào). 2009(03)
本文編號:3047319
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