不同粒径纳米氧化锌对结肠腺癌Caco-2细胞的毒性作用研究

摘要

纳米氧化锌(ZnO nanoparticles, ZnO NPs)是一种新型无机功能材料。纳米氧化锌具有独特的光学、电学和热力学特性,广泛的应用在防晒护肤品、家居涂料、合成材料和食品包装材料。纳米材料因其独特的理化性质可以与生物体和环境相互作用。纳米材料在食品加工过程中可以改变食物的口味,特性和贮藏条件。鉴于纳米氧化锌的优异性能和广泛用途,人们通过吸入、误食和直接皮肤接触这类新型产品就成为毒性潜在因素,因此引起了人们的高度关注。通过纳米氧化锌染毒细胞,我们得出以下结论:
　　(1)采用马尔文粒径仪和透射电镜对三种纳米氧化锌进行粒径大小、形状和分布的表征,结果表明三种纳米氧化锌的颗粒平均大小为26.21±11.14 nm,62.42±9.18 nm,90.81±8.89 nm。
　　(2)采用对胞内甲臜的测量来评价细胞活性。MTT的结果表明浓度越高、染毒时间越长产生的毒性越大。染毒24小时被选为最适的染毒时间在随后的实验设计中,三种纳米氧化锌对细胞的半致死率分别为15.55±1.19μg/ml,22.84±1.36μg/ml和18.57±1.27μg/ml。
　　(3)随着染毒浓度的增加,ROS的产生增加。在低浓度(6.25μg/ml氧化锌),实验组产生少量的ROS。而100μg/ml26 nm氧化锌染毒Caco-2细胞后,ROS相比于对照组增加了4.5倍。同时在12.5μg/ml26 nm氧化锌染毒Caco-2细胞后,胞内GSH下降到117μmol/g prot,表明ROS对细胞内氧化平衡造成损伤;25μg/ml26 nm和62 nm氧化锌染毒细胞后,GSH下降到106.1和119.7μmol/g prot。在100μg/ml时,所有实验组的GSH相比于对照组发生明显减少。在染毒24小时后,25μg/ml的氧化锌造成细胞膜损伤、LDH释放。50μg/ml90 nm染毒细胞后,可以检测到LDH大量释放,在低浓度(12.5μg/ml)下,氧化锌没有产生明显的细胞膜破损。
　　(4)吖啶橙(AO)/溴乙锭(EB)可以观察到DNA荧光和染色质皱缩等形态学改变。50μg/ml氧化锌染毒细胞后表明晚期凋亡细胞和坏死细胞是主要的细胞形态。PI流式细胞仪的结果表明,对照组可以观察到正常的胞内染色质的含量,其中G0/G1期细胞占94％,S期细胞占3%,G2/M期细胞占2.93%。50μg/ml氧化锌染毒Caco-2细胞,G0/G1期细胞大量减少,S期细胞、G2/M期细胞大量增加。62 nm和90 nm氧化锌染毒细胞产生了类似的结果。实验结果表明纳米氧化锌染毒后,细胞由G1期通过检验点进入S期最后到达G2期。一旦进入G2期通过DNA修复机制来减弱毒性影响。

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附表清单

1 绪论

1.1 前言

1.2 纳米材料的生物安全性

1.3 纳米氧化锌的毒理学研究进展

1.4 纳米氧化锌的毒性作用机制

1.5 本课题的研究内容及意义

1.6 课题来源及内容的来源安排

2 纳米氧化锌样品的表征

2.1 前言

2.2 材料

2.3 方法

2.4 结果

2.5 讨论

3 纳米氧化锌对Caco-2细胞的毒性作用研究

3.1 前言

3.2 材料

3.3 方法

3.4 结果：

3.5 讨论

4 纳米氧化锌对Caco-2细胞氧化损伤作用研究

4.1 前言

4.2 材料

4.3方法

4.4 结果

4.5讨论

5. 细胞凋亡和细胞周期的检测

5.1 前言

5.2 材料

5.3 方法

5.4 实验结果

5.5 实验讨论

6. 结论

6.1 研究总结

6.2 课题展望

参考文献

作者简历