納米氧化石墨烯對(duì)小鼠心肌的毒性作用
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【摘要】:目的:氧化石墨烯是一種近年來(lái)新興的納米材料,既傳承了石墨烯的優(yōu)良光熱特性等,也因自身內(nèi)部含有大量的含氧基團(tuán)和活性位點(diǎn),有較好的水溶性,且易與眾多功能基團(tuán)連接,使其具有良好的生物相容性。目前,氧化石墨烯已被廣泛應(yīng)用于光電化能源領(lǐng)域、催化領(lǐng)域及生物領(lǐng)域。在生物領(lǐng)域中,氧化石墨烯在光熱療法、藥物運(yùn)載、生物檢測(cè)等多個(gè)方面有廣泛應(yīng)用。隨著對(duì)氧化石墨烯應(yīng)用研究的突飛猛進(jìn),對(duì)于氧化石墨烯的生物安全性的研究卻仍相對(duì)較少。本研究采取一次性尾靜脈注射納米氧化石墨烯,觀察其對(duì)小鼠心肌病理和生化功能的影響,為納米氧化石墨烯的生物領(lǐng)域安全應(yīng)用提供依據(jù)。方法:選取ICR小鼠,每組10只,雌、雄各半,注射劑量為16、8、4、2、1、0 mg/kg的GO溶液,并根據(jù)改良寇氏法計(jì)算半數(shù)致死劑量(LD50)。選取ICR小鼠,雌、雄各半,共80只,體重(18±2)g,隨機(jī)分為4組,每組20只。分為對(duì)照組(蒸餾水),低劑量組(0.35 mg/kg,1/16 LD50)、中劑量組(0.7 mg/kg,1/8 LD50)、高劑量組(1.4 mg/kg,1/4 LD50),進(jìn)行一次性尾靜脈注射,注射量為10 ml/kg,注射速度為0.02-0.03 ml/s。并于注射后3 d和15 d,脫臼處死小鼠,取心臟,做切片,觀察病理改變;勻漿,測(cè)定AST、LDH、Na+,K+-ATP酶、Ca2+,Mg2+-ATP酶等心肌酶和MDA、SOD、GSH-Px、T-AOC等抗氧化指標(biāo)。結(jié)果:1急性毒性結(jié)果通過(guò)急性染毒得GO的LD50為5.657 mg/kg,在注射劑量16 mg小鼠心肌血管中可看到棕褐色顆粒物質(zhì)。2體重及行為變化高劑量GO組在注射后5 min左右出現(xiàn)震顫和步態(tài)不穩(wěn),偶有原地翻轉(zhuǎn),需長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù)正常狀態(tài)。中劑量GO組在注射后10-20 min出現(xiàn)步態(tài)不穩(wěn),反應(yīng)遲緩,需較長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù)正常狀態(tài)。低劑量GO組在注射后出現(xiàn)反應(yīng)遲緩,需較短時(shí)間恢復(fù)正常狀態(tài)。對(duì)照組在注射后并無(wú)異常。3 d,15 d各組間體重?zé)o統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。在3 d時(shí),雌、雄中、高劑量組臟器系數(shù)明顯低于對(duì)照組(P0.05)。3脂質(zhì)過(guò)氧化結(jié)果注射后3 d,MDA含量在雌、雄中各劑量GO組中明顯高于對(duì)照組(P0.05),且在雌性中呈現(xiàn)劑量效應(yīng)關(guān)系;注射后15 d,雌、雄中、高劑GO量組明顯高于對(duì)照組(P0.05)。注射后3 d,T-SOD活性在雌、雄各劑量GO組明顯高于對(duì)照組(P0.05),注射后15 d,雄性各劑量GO組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05),雌性各組逐漸升高(P0.05),呈現(xiàn)劑量效應(yīng)關(guān)系。注射后3 d及15 d,GSH-Px活性在雌、雄各劑量GO組均明顯高于對(duì)照組(P0.05),雄性高劑量GO組活性低于低、中劑量GO組(P0.05)。注射后3 d,雌性各組間T-AOC活性無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05),雄性高劑量GO組低于其他組(P0.05)。注射后15 d,雄性中、高劑量GO組T-AOC活力明顯低于對(duì)照、低劑量組(P0.05),雌性各劑量GO組T-AOC活力低于對(duì)照組(P0.05)。4心肌酶作用結(jié)果注射后3 d,雌、雄各組間AST活性無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05),注射后15 d,雌、雄各劑量GO組明顯低于對(duì)照組(P0.05),雄性高劑量GO組明顯低于中、低劑量GO組,雌性高劑GO量組明顯低于低劑量GO組(P0.05)。注射3 d,雄性各劑量GO組LDH活性明顯低于對(duì)照組(P0.05),雌性高劑量GO組明顯低于對(duì)照組和低劑量GO組;注射后15 d,雄性高劑量GO組顯著低于中、低劑量GO組(P0.05),雌性中、高劑GO量組明顯低于對(duì)照、低劑量GO組(P0.05)。注射后3 d,Na+,K+-ATP酶活性雄性各劑量GO組均明顯低于對(duì)照組(P0.05),雌性中、高劑量組明顯高于低劑量GO組和對(duì)照組(P0.05);注射后15d,雌、雄各劑量GO組均低于對(duì)照組(P0.05),雄性高劑量GO組低于中、低劑量GO組(P0.05)。注射后3 d,雄性中、高劑量GO組Ca2+,Mg2+-ATP酶活性明顯高于低劑GO量組和對(duì)照組(P0.05),雌性各劑量GO組明顯高于對(duì)照組(P0.05),高劑量GO組高于中、低劑量GO組(P0.05);15 d時(shí),雌、雄各劑量GO組明顯低于對(duì)照組(P0.05),雄性顯示劑量-效應(yīng)關(guān)系,雌性高劑量組明顯低于低劑量組(P0.05)5病理學(xué)檢查結(jié)果、在注射后3 d及15 d,雌、雄各組間均未見(jiàn)到有心肌病理性變化,心肌組織中也未見(jiàn)納米粒子。結(jié)論:經(jīng)尾靜脈注射的LD50為5.657 mg/kg。未經(jīng)修飾的納米氧化石墨烯顆粒的一次性尾靜脈注射,可影響小鼠心肌MDA含量,并干擾SOD、GSH-Px、T-AOC等抗氧化系統(tǒng)和AST、LDH、Na+,K+-ATP酶、Ca2+,Mg2+-ATP酶等心肌酶的作用。
【關(guān)鍵詞】:氧化石墨烯 氧化損傷 心肌 心肌酶
【學(xué)位授予單位】:吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:R114;TB383.1
【目錄】:
- 中文摘要4-7
- Abstract7-13
- 英文縮寫13-14
- 第1章 緒論14-26
- 1.1 碳納米材料概述14-17
- 1.1.1 碳納米材料14-15
- 1.1.2 碳納米材料應(yīng)用15-16
- 1.1.3 碳納米材料毒性16-17
- 1.2 石墨烯及納米氧化石墨烯概述17-18
- 1.3 納米氧化石墨烯特性18-19
- 1.4 石墨烯及納米氧化石墨烯的應(yīng)用19-22
- 1.4.1 電化學(xué)19
- 1.4.2 催化領(lǐng)域19-20
- 1.4.3 生物領(lǐng)域20-22
- 1.5 氧化石墨烯生物安全性的研究現(xiàn)狀22-26
- 1.5.1 氧化石墨烯毒性的體外研究22-24
- 1.5.2 氧化石墨烯體內(nèi)毒性24-26
- 第2章 材料與方法26-33
- 2.1 主要儀器26
- 2.2 主要試劑26-27
- 2.3 納米氧化石墨烯制備及注射液配置27
- 2.4 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物選擇、分組及處理27
- 2.5 實(shí)驗(yàn)方法27-32
- 2.5.1 GO對(duì)小鼠的急性毒性27-28
- 2.5.2 小鼠心肌內(nèi)酶活性檢測(cè)及病理觀察28-32
- 2.6 資料學(xué)處理32-33
- 第3章 結(jié)果33-47
- 3.1 GO顆粒表征33
- 3.2 急性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果33-36
- 3.3 納米氧化石墨烯對(duì)心肌的影響36-47
- 3.3.1 注射后小鼠一般狀態(tài)36-37
- 3.3.2 各組小鼠體重變化測(cè)定結(jié)果37
- 3.3.3 各組小鼠臟器系數(shù)測(cè)定結(jié)果37-38
- 3.3.4 小鼠心肌脂質(zhì)過(guò)氧化作用結(jié)果38-41
- 3.3.5 小鼠心肌酶的變化41-43
- 3.3.6 病理組織學(xué)變化43-47
- 第4章 討論47-53
- 4.1 氧化石墨烯的急性毒性47
- 4.2 氧化石墨烯對(duì)小鼠心肌的影響47-53
- 4.2.1 氧化石墨烯對(duì)小鼠臟器系數(shù)及體重的影響47-48
- 4.2.2 氧化石墨烯對(duì)小鼠心肌氧化損傷作用48-50
- 4.2.3 氧化石墨烯對(duì)小鼠心肌酶作用影響50-51
- 4.2.4 氧化石墨烯對(duì)小鼠心肌病理學(xué)變化51-53
- 第5章 結(jié)論53-54
- 參考文獻(xiàn)54-65
- 作者簡(jiǎn)介及在讀期間科研成果65-66
- 致謝66
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