食品包装材料中纳米银对肠上皮细胞(Caco-2)安全性的研究

摘要

纳米银具有非常优良的抗菌性。随着纳米银在食品产业中应用增加,其对人体的潜在毒性开始引起人们的关注,纳米银能抑制成胶质细胞瘤细胞染色体分离,造成DNA损伤和染色体畸变,但是纳米银对人肠上皮细胞(Caco-2)的体外细胞毒性和分子机制还不清楚。为了探讨纳米银是否具有细胞毒性,选择肠上皮细胞(Caco-2)为实验用细胞株,粒径相近的纳米氧化锌作为强毒性的阳性对照,研究了三种不同粒径银粒子对Caco-2细胞的毒性和氧化应激损伤。主要研究内容和结果如下:
　　(1)利用扫描电镜和纳米粒径分析仪对三种银粒子的形态和粒径分布进行了表征,结果表明,三种银粒子的形态近似球形。同种银粒子的粒径并不完全相同,不同粒径大小的银粒子数量呈正态分布,它们的平均粒径分别为35.48 nm,76.29 nm,265.2 nm,根据纳米材料的定义可知,前两种银粒子为纳米银,第三种银粒子为微米银。
　　(2)为了探讨纳米银(35.48 nm)是否具有细胞毒性,选取人肠上皮细胞Caco-2细胞株作为研究对象,采用细胞毒性较强的纳米氧化锌(26.21 nm)为阳性对照,不加入纳米材料的正常细胞为空白对照,通过 AO/EB双染法、WST-1法初步探究纳米材料的细胞毒性。使用氧化应激的方法,通过检测Caco-2细胞内ROS、SOD、GSH释放量,来探讨纳米银对细胞的氧化损伤作用及可能机制。实验结果表明,35.48 nm的银粒子在低剂量(<50μg/mL)时对肠上皮细胞的活性没有影响,不会造成氧化应激损伤;在染毒剂量为75μg/mL和100μg/mL对肠上皮细胞(Caco-2)的毒性存在剂量-效应和时间-效应,并对细胞造成了程度较弱的氧化应激损伤。
　　(3)为了探讨纳米银(76.29 nm)是否具有细胞毒性,选取人肠上皮细胞Caco-2细胞株作为研究对象,采用细胞毒性较强的纳米氧化锌(90.81 nm)为阳性对照,不加入纳米材料的正常细胞为空白对照,通过 AO/EB双染法、CCK-8法初步探究究纳米材料的细胞毒性。使用氧化应激的方法,通过检测Caco-2细胞内ROS、SOD、GSH释放量的影响,来探讨纳米银对细胞的氧化损伤作用及可能机制。结果表明76.29 nm的银粒子(<200μg/mL)对Caco-2细胞的活性没有明显影响,对Caco-2细胞没有氧化应激损伤,但是使细胞的抗氧化力极显著或显著增强,随着纳米银浓度的升高,细胞抗氧化力减弱。
　　(4)为了更全面地探究纳米银对肠上皮细胞的安全性,对微米级银离子的细胞毒性进行了探讨,作为探究纳米银细胞毒性的补充和对照。选取微米银(265.2 nm)和人肠上皮细胞Caco-2细胞株作为研究对象,不加入微米银粒子的正常细胞为空白对照,通过 AO/EB双染法、MTT法初步探究微米银的细胞毒性。使用氧化应激的方法,通过检测 Caco-2细胞内 ROS、SOD、GSH释放量,来探讨微米银对细胞的氧化损伤作用及可能机制。实验结果表明,根据AO/EB双染可知,265.2nm的银粒子在剂量为200μg/mL时,部分细胞的细胞膜受损,出现凋亡。在测定的剂量范围内(0-200μg/mL),没有检测到银粒子对Caco-2细胞的活性有明显影响。银粒子染毒剂量为0-50μg/mL时,不会造成细胞的氧化应激损伤,在染毒剂量为100μg/mL和200μg/mL时,引起了肠上皮细胞(Caco-2)的氧化应激反映,造成了细胞内的氧化还原失衡。

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附表清单

1 绪论

1.1前言

1.2纳米银的研究现状和应用

1.3毒理学领域纳米银的研究现状

1.4展望

1.5本课题的研究内容及目的

2纳米银的表征

2.1 前言

2.2 材料与仪器

2.3 实验方法

2.4 结果与讨论

2.5 本章小结

3纳米银（35.48 nm）对Caco-2细胞安全性探究

3.1 前言

3.2 材料与仪器

3.3 实验方法

3.4 实验结果与讨论

3.5本章小结

4纳米银（76.29 nm）对Caco-2细胞安全性探究

4.1前言

4.2 材料与仪器

4.3 实验方法

4.4 实验结果与讨论

4.5本章小结

5微米银（265.2nm）对Caco-2细胞安全性探究

5.1前言

5.2 材料与仪器

5.3 实验方法

5.4 实验结果与讨论

5.5本章小结

6 论文总结、创新点与展望

6.1 论文总结

6.2 论文创新点

6.3 问题与展望

参考文献

作者简历