發(fā)布時(shí)間：2020-04-23 05:47

【摘要】：量子點(diǎn)(Quantum dots, QDs)是由IIB-VIA族元素(如CdSe, CdTe等)或IIIA-VA族元素(如InP, GaAs等)組成的粒徑范圍從2nm至100nm的半導(dǎo)體納米晶體。與傳統(tǒng)有機(jī)熒光材料相比,量子點(diǎn)因其具有發(fā)射光譜窄而對(duì)稱(chēng)、發(fā)射波長(zhǎng)可調(diào)、激發(fā)光譜寬、抗光漂白性強(qiáng)等獨(dú)特的光學(xué)特性,量子點(diǎn)在用于熒光探針、熒光共振能量轉(zhuǎn)移中作為能量給體以及作為標(biāo)記物進(jìn)行光學(xué)成像等方面展現(xiàn)出巨大潛力。由于量子點(diǎn)中含有重金屬元素,研究者也逐漸意識(shí)到量子點(diǎn)可能存在的潛在危害。研究表明肝臟以及腎臟是含鎘量子點(diǎn)的主要毒性靶器官,也是體內(nèi)鎘的主要蓄積部位及靶器官。肝細(xì)胞常被用作評(píng)價(jià)鎘的細(xì)胞毒性,腎小管上皮細(xì)胞是研究腎毒性的模式細(xì)胞。本文中我們選擇原代肝細(xì)胞以及腎小管上皮細(xì)胞研究了水相合成的CdTe量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性。此外,研究發(fā)現(xiàn)某些納米材料在生物介質(zhì)中會(huì)首先與生物大分子結(jié)合。這種結(jié)合賦予納米粒子新的“生物識(shí)別身份”并決定著其后細(xì)胞或者組織器官的反應(yīng),所以有必要對(duì)量子點(diǎn)與其毒性作用發(fā)揮相關(guān)蛋白質(zhì)(尤其是氧化應(yīng)激蛋白質(zhì))的相互作用進(jìn)行研究。本文從細(xì)胞水平和分子水平上探討了CdTe量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性效應(yīng)。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 首先,我們利用“一鍋法”合成了谷胱甘肽包被的CdTe量子點(diǎn),并對(duì)合成的CdTe量子點(diǎn)進(jìn)行了表征。 隨后,利用CCK-8法初步分析了CdTe量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性,從整體上評(píng)價(jià)了CdTe量子點(diǎn)對(duì)小鼠腎小管上皮細(xì)胞及肝細(xì)胞活力的影響。在此基礎(chǔ)上主要利用流式細(xì)胞術(shù)探討了經(jīng)量子點(diǎn)暴露后含量子點(diǎn)及鎘離子的細(xì)胞比例與量子點(diǎn)細(xì)胞毒性的關(guān)系、細(xì)胞對(duì)CdTe量子點(diǎn)所引發(fā)的氧化應(yīng)激反應(yīng)(RC、MDA含量以及過(guò)氧化氫酶、SOD的活性指標(biāo))以及氧化應(yīng)激失效導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡。另外,通過(guò)單細(xì)胞凝膠電泳技術(shù)研究了CdTe量子點(diǎn)產(chǎn)生的基因毒性。得出的主要結(jié)論有：(1)CdTe量子點(diǎn)對(duì)這兩種細(xì)胞均產(chǎn)生了細(xì)胞毒性。肝細(xì)胞對(duì)CdTe量子點(diǎn)的耐受性要高于腎小管上皮細(xì)胞。(2)CdTe量子點(diǎn)能夠進(jìn)入兩種細(xì)胞內(nèi)。經(jīng)CdTe量子點(diǎn)染毒后僅少數(shù)細(xì)胞內(nèi)含Cd2+。隨著染毒濃度的增大,含量子點(diǎn)的細(xì)胞數(shù)目不斷增加。倒置熒光顯微鏡下的觀察也證實(shí)了量子點(diǎn)在細(xì)胞內(nèi)的存在。(3)CdTe量子點(diǎn)在細(xì)胞內(nèi)釋放出鎘離子。隨著暴露濃度的增大,含Cd2+的細(xì)胞比例呈逐漸上升趨勢(shì)。細(xì)胞內(nèi)Cd2+濃度的上升與CCK-8測(cè)得的細(xì)胞活力下降呈現(xiàn)出一定的相關(guān)性�！澳抉R”效應(yīng)解釋了細(xì)胞內(nèi)存在鎘離子的現(xiàn)象。(4)CdTe量子點(diǎn)誘發(fā)細(xì)胞產(chǎn)生氧化應(yīng)激效應(yīng)。細(xì)胞內(nèi)ROS產(chǎn)生量隨著CdTe量子點(diǎn)暴露濃度的增加而增加。對(duì)兩種細(xì)胞內(nèi)與氧化應(yīng)激相關(guān)酶的研究發(fā)現(xiàn)SOD的活力上升,而過(guò)氧化氫酶的活力出現(xiàn)下降。(5)CdTe量子點(diǎn)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。經(jīng)CdTe量子點(diǎn)暴露后,小鼠腎小管上皮細(xì)胞及肝細(xì)胞中處于凋亡期的細(xì)胞占比出現(xiàn)上升。(6)CdTe量子點(diǎn)造成細(xì)胞DNA斷裂損傷。Olive尾距及尾部DNA含量指標(biāo)隨著CdTe量子點(diǎn)暴露濃度的增加均呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)。 之后,運(yùn)用光譜學(xué)及等溫滴定量熱技術(shù)等方法分別研究了谷胱甘肽包被的CdTe量子點(diǎn)與血清白蛋白、過(guò)氧化氫酶以及Cu/Zn-SOD的相互作用。研究結(jié)果表明CdTe量子點(diǎn)與這三種蛋白的相互作用較弱,未改變蛋白的結(jié)構(gòu)。疏水力是CdTe量子點(diǎn)與這三種蛋白相互作用過(guò)程中的主要驅(qū)動(dòng)力。對(duì)過(guò)氧化氫酶以及SOD的活性分析顯示CdTe量子點(diǎn)對(duì)這兩種抗氧化酶的功能沒(méi)有產(chǎn)生影響。 基于流式細(xì)胞術(shù)、光譜學(xué)及等溫滴定量熱等實(shí)驗(yàn)技術(shù),本文從細(xì)胞及分子水平對(duì)水相合成的CdTe量子點(diǎn)的毒性進(jìn)行了探討,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)的負(fù)面效應(yīng)提供了理論參考。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：X503

【參考文獻(xiàn)】

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1 ;Cytotoxicity and DNA Damage Effect of TGA-capped CdTe Quantum Dots[J];Chemical Research in Chinese Universities;2012年02期

2 王顯祥;黃娟;靳茹文;楊中科;單志;楊婉身;;水相合成CdX(X=Te,Te/CdS,Te/ZnS)紅色量子點(diǎn)及毒性效應(yīng)[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2009年17期

3 史安懷;a—萘胺比色法測(cè)定水中亞硝酸鹽氮的研究[J];山西建筑;2002年03期

4 季健平;吳再彬;劉歧山;張運(yùn)生;葉銘;李明舉;;超氧化物岐化酶超微量快速測(cè)定法[J];南京鐵道醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);1991年01期

5 李曉明;陳楠;蘇媛媛;何耀;樊春海;黃慶;;鎘系量子點(diǎn)細(xì)胞毒性的研究進(jìn)展[J];科學(xué)通報(bào);2013年15期

6 蕭華山,何文錦,傅文慶,曹紅云,范子南;一種用分光光度計(jì)檢測(cè)氧自由基的新方法[J];生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展;1999年02期

7 柏杉山;李清釗;劉克明;張靜姝;劉璐;高軍凱;王玉秋;;硫化鎘量子點(diǎn)與常規(guī)硫化鎘對(duì)小鼠遺傳毒性的比較研究[J];生態(tài)毒理學(xué)報(bào);2008年01期

8 余強(qiáng);李坤剛;文興;李君;王玉秋;;納米硫化鎘量子點(diǎn)細(xì)胞毒性作用機(jī)制[J];生態(tài)毒理學(xué)報(bào);2009年04期

9 梁麗君;張靜姝;郭昌勝;劉克明;柏杉山;王春花;王玉秋;;硫化鎘量子點(diǎn)對(duì)人胚肝細(xì)胞L-02的毒性研究[J];生態(tài)毒理學(xué)報(bào);2010年04期

10 李崢;汪勇先;張國(guó)欣;韓彥江;;穩(wěn)定劑對(duì)水相制備CdTe量子點(diǎn)的熒光性能和細(xì)胞毒性影響研究[J];無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào);2010年05期

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本文編號(hào)：2637420