二氧化钛纳米颗粒的毒理学及生物学效应研究

摘要

纳米二氧化钛独特的理化性质决定了其毒理学研究的特点，纳米二氧化钛可以通过各种途径进入土壤、空气和水环境，最终进入人体，因而纳米二氧化钛的安全性评价和危险性评定已经成为21世纪毒理学的新课题。本文以小鼠和大型蚤为实验动物，分别探讨纳米、微米二氧化钛对哺乳动物的毒性效应(非暴露式支气管染毒)和纳米二氧化钛对水生生物的安全性。
　　 论文的主要研究内容及结论包括：
　　 (1)纳米和微米二氧化钛对小鼠肺部毒性的研究。结果表明，纳米二氧化钛10mg/kgbw组各项指标均高于对照组和其它实验组，且差异显著；纳米二氧化钛1mg/kg bw组的白蛋白(ALB)、总蛋白(TP)、酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(ALP)也均高于对照组和微米组，差异显著；微米组除ALP与对照组相比有极显著差异，ALB、TP、ACP与对照组相比均没有明显差异。说明纳米二氧化钛颗粒对小鼠肺部损伤比微米级二氧化钛更严重，引起气血屏障的渗透性改变，以及早期纤维化，并表现出剂量依赖性。
　　 (2)不同粒径(5±1、25±5、100±5nm)纳米二氧化钛对小鼠的急性毒性效应。实验测定了各项血清生化指标和小鼠脑、肺、肝、肾、脾各脏器中钛的含量。血清中TP、AKP和LDH显示，除高剂量100nm组外，其它处理组均可能出现不同程度的肝部损伤，其中高剂量5nm组三个指标均显著升高，其肝损伤可能最严重；血清MDA、GSH-Px和SOD显示，中、低剂量时，5nm和25nm处理组产生氧化应激，高剂量时均出现氧化损伤。从钛在各组织器官中的分布可以看出：①纳米二氧化钛可通过嗅神经转运到脑部，脑部钛含量随浓度降低和粒径的减小而升高；②纳米二氧化钛在肺部沉积，其中5±1nm和25±5nm的二氧化钛颗粒在组织更难清除，并且更容易从肺部转移到其它器官(如脾、肾、肝等)，特别是中、低剂量。这可能与不同粒径的纳米二氧化钛颗粒的团聚特性有关。
　　 (3)以大型蚤为模式生物，研究纳米二氧化钛在泄露情况下对水生生物大型蚤的毒性作用，结果表明，纳米二氧化钛悬浮液状态不同，大型蚤致死原因有所差别。当其处于悬浮态时，大型蚤可能由于食入过量纳米材料或水中含氧量过低窒息死亡。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 纳米毒理学的研究状况

1.1.1 纳米材料的性质

1.1.2 纳米材料的毒性效应

1.1.3 纳米材料的应用

1.2 纳米二氧化钛的毒理学研究状况

1.2.1 鼻腔注射

1.2.2 支气管注射

1.2.3 肠胃染毒

1.2.4 腹膜注射

1.2.5 尾静脉注射

1.2.6 皮肤染毒

1.3 纳米材料对水生生态的安全评价

1.4 课题的研究内容和意义

第二章 纳米二氧化钛对小鼠的急性毒性效应

2.1 前言

2.2 材料与方法

2.2.1 材料来源及粉体悬液制备

2.2.2 主要仪器及试剂

2.2.3 实验动物及分组

2.2.4 染毒及取血方法

2.2.5 测定指标及方法

2.2.6 测定方法

2.3 结果与讨论

2.3.1 体重变化

2.3.2 小鼠血清生化指标

2.3.3 各组织器官中钛含量分析

2.4 小结

第三章 纳米和微米二氧化钛对小鼠肺部的毒性研究

3.1 前言

3.2 实验材料与方法

3.2.1 材料来源及粉体悬液制备

3.2.2 所用仪器及试剂

3.2.3 实验动物及分组

3.2.4 染毒方法

3.2.5 测定方法

3.2.6 统计学分析

3.3 结果与讨论

3.3.1 结果

3.3.2 讨论

3.4 小结

第四章 纳米二氧化钛对大型蚤的毒性作用研究

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.2.1 实验材料

4.2.2 大型蚤运动抑制效应

4.3 结果与讨论

4.3.1 结果

4.3.2 讨论

4.4 小结

第五章 结果与展望

5.1 总结

5.2 研究特色及创新之处

5.3 存在问题及展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢