核分析技术应用于稀土元素毒理的初步研究

摘要

稀土元素(Rare Earth Elements,REE)可以促进农作物增产,动物生长,并且有许多科研药用价值.目前,REE已广泛地在工业、农牧业、养殖业及日常生活中应用,预示着REE将越来越多地进入生态环境,经食物链等渠道进入人体.因此研究REE的生物学作用及其机制成为当前迫切需要解决的问题.我们用质子激发X荧光技术(PIXE)对细胞层面上的稀土生物学效应进行了研究.通过实验与数据分析我们得到稀土离子可以通过体外温育及口服灌胃等不同方式进入各类细胞.稀土的摄入使细胞内钙的含量有明显的增加.除了对稀土元素的细胞调控作用进行研究,在稀土元素的毒理研究方面,我们以口给灌胃不同浓度的稀土溶液的方式下培养的Wistar大鼠为对象,研究稀土元素在生物体内各器官间的分布,通过消化道进入生物体内的稀土,经过血液循环比较容易积累在大脑和肝脏中,而对脾、肾和生殖器官的影响较小.稀土的摄入对肝脏内K、P、Cu的摄入有极大的影响.研究稀土元素通过消化道在生物体内如何分布是非常重要的,这对于安全使用稀土犹有极其深远的意义.

目录

Abstract

第一章生物学背景综述

第一节稀土元素研究的历史

第二节稀土元素对植物的影响

1.2.1稀土徽肥的作用

1.2.2稀土元素对植物作用的生理基础

第三节稀土元素对动物的影响

1.3.1稀土对于畜牧养殖业的增产效应

1.3.2稀土的生物毒性

1.3.3稀土生物生理基础

第四节本论文研究的焦点

第二章实验手段：PIXE技术概况

第一节PIXE基本原理

第二节实验装置

第二节实验数据处理

2.3.1谱的分析

2.3.2内标法

第三节测量精度

第三章数据处理与统计分析原理

第一节AXIL程序

第二节解谱用到的其他一套自编软件

3.2.1数据格式转化convert.exe

3.2.2批处理工具margou.exe

3.2.3元素浓度计算calppm.exe

3.2.4编捧分类软件biogem.exe

第三节多元统计分析软件与方法——相关分析

3.3.1相关分析的基本概念

3.3.2二元定距变量的相关分析

第四章PIXE方法研究稀土元素在细胞内的分布和作用

第一节稀土Ce3+、Gd3+的亚细胞分布研究

4.1.1细胞的获取和培养

4.1.2亚细胞器的分离

4.1.3 PIXE测量细胞内稀土元素含量样品制备与实验步骤

4.1.4实验结果与讨论

第二节稀土Gd3+及配合物在温育人红细胞中的摄入

4.2.1细胞的获取和培养

4.2.2实验结果与讨论

第三节动物实验研究大鼠红细胞对Ce3+的摄入

4.3.1细胞的获取和培养

4.3.2实验结果与讨论

第五章PIXE研究稀土在大鼠体内各器官间分布及与其他元素的相互关系

第一节实验样品的制备及测量

5.1.1实验样品制备

5.1.2Axil解谱程序实验参数设定

第二节灌胃途径下La3+在大鼠各器官间的分布

5.2.1各器官的PIXE图谱

5.2.2运用Axil解谱所得各器官中La3+的含量

5.2.3实验数据分析

第三节器官内稀土元素与其它元素的相关性分析

5.3.1脑、肝中La3+与其它元素的相关性

5.3.2摄取La3+对脾、肾、生殖器官内其它元素的影响

第六章结论

参考文献

致谢

论文独创性声明及论文使用授权声明