SO2与CeO2超细颗粒表面非均相反应产物物理化学性质与细胞毒性构效关系的研究

摘要

目的：大气二次细颗粒物（Secondary fine particulate matters，SFPMs）是我国城市大气PM2.5的主要组成部分，但是由于PM2.5组成成份复杂，其毒性产生的来源并不明确。本研究中，我们以二氧化铈（CeO2）超细颗粒物（Ultrafine particles UF Ps）为大气矿物质细颗粒模型，研究SO2气体在模拟大气环境中如湿度(RH)、紫外光照(UV)和NO2存在的条件下，在CeO2 UFPs界面经表面非均相反应生成的二次无机细颗粒物的性质及其与细胞毒性构效关系。
　　方法：⑴利用二硫苏糖醇(DL-Dithiothr eitol DTT)检测CeO2 UFPs及CeO2 SFPMs氧化还原性能。⑵利用北京同步辐射X射线吸收近边结构(X-ray absorption near edge structure，XANES)检测CeO2 UFPs及CeO2 SFPMs中S的存在形态。⑶细胞毒性检测：利用CCK-8法检测CeO2 UFPs及CeO2 SFPMs对巨噬细胞RAW264.7及支气管上皮细胞16HBE细胞活性的影响。⑷利用ELISA，荧光探针DCFH-DA分别进行炎症因子及活性氧检测。⑸利用JC-1荧光黄探针检测巨噬细胞RAW264.7及支气管上皮细胞16HBE线粒体膜电位改变。⑹利用Annexin V/PI双染法、ELISA分别检测巨噬细胞RAW264.7及支气管上皮细胞16 HBE细胞凋亡及DNA损伤。
　　结果：化学性质研究结果表明CeO2 UFPs及CeO2 SFPMs氧化还原性能排序为CeO2＜CeO2+SO2＜CeO2+SO2+RH＜CeO2+SO2+RH+UV＜CeO2+SO2+RH+NO2＜CeO2+SO2+RH+O3，并且2 ppm SO2 CeO2 SFPMs组的氧化性能较30 ppm SO2 CeO2 SFPMs组小。而硫形态K边XANES谱表明30 ppm SO2 CeO2 SFP Ms主要以高价态硫酸盐的形式存在；2 ppm SO2 CeO2 SFPMs以高价态硫酸盐，S杂环以及亚砜形式共同存在。经CeO2 UFPs及CeO2 SFPMs暴露不同时间后，细胞毒性从大至小的排序为：CeO2＜CeO2+SO2＜CeO2+SO2+RH＜CeO2+SO2+RH+UV＜Ce O2+SO2+RH+NO2＜CeO2+SO2+RH+O3。CeO2 UFPs及CeO2 SFPMs对巨噬细胞RAW264.7及支气管上皮细胞16HBE的炎症因子产生，ROS产生，线粒体膜电位改变，细胞凋亡，DNA损伤的影响研究均得出相似的结果，且30 ppm SO2 CeO2 SFPMs比2 p pm SO2 CeO2 SFPMs能产生更强的细胞毒性。
　　结论：CeO2UFPs经表面非均相反应后S以其氧化态形式存在，氧化还原性能越强引起的细胞毒性效应越显著。CeO2 UF Ps及CeO2 SFPMs对细胞毒性从小至大依次呈现为：CeO2＜CeO2+SO2＜CeO2+SO2+R H＜CeO2+SO2+RH+UV＜CeO2+SO2+RH+NO2＜CeO2+SO2+RH+O3。尤其是CeO2+SO2+ RH+UV、CeO2+SO2+RH+NO2和CeO2+SO2+RH+O3这三组的细胞毒性最强且依次增加。这说明SO2和UV，NO2，O3复合作用加强SO2经表面非均相反应氧化为硫酸盐的形式，并且颗粒物上硫酸盐组分是巨噬细胞RAW264.7及支气管上皮细胞16HBE毒性的来源之一。

目录

声明

中英文缩略词对照表

前言

研究内容与方法

1材料和试剂

2 试剂的配制

3仪器和设备

4 实验方法

5统计方法

实验结果

1 CeO2UFPs及CeO2SFPMs化学性质的研究

2 CeO2UFPs及CeO2SFPMs的细胞毒性效应

3 CeO2UFPs及CeO2SFPMs对细胞炎症因子及ROS产生的影响

4 CeO2 UFPs及CeO2 SFPMs对细胞线粒体膜电位的影响

5 CeO2UFPs及CeO2SFPMs对细胞凋亡及DNA损伤的影响

讨论

小结

1模拟经表面多相反应后CeO2 SFPMs的形成

2 CeO2 SFPMs化学性质研究

3 CeO2 SFPMs细胞毒性效应研究

致谢

参考文献

综述:PM2.5细胞毒性及机制研究进展

攻读硕士期间发表的学位论文

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