【摘要】：納米材料是一種具有巨大應用前景的新興材料,在其生產和使用過程中,其可能的負面環(huán)境影響和生態(tài)效應正被給予廣泛關注。越來越多的研究證實,納米材料具有一定的生物毒性,開始被認為是一類潛在的新型污染物。生物法是新興的納米材料的綠色合成方法,具有原材料無毒、廉價易得、合成條件溫和等優(yōu)勢,近年來吸引了眾多研究者的興趣。但關于生物法合成的納米材料(Bio-NPs)的生物毒性、影響其生物毒性的關鍵因素以及其毒性機制的研究尚處于起步階段,鮮有報道。因此,本文以植物質提取液合成了Ag、Au納米材料,通過細胞實驗和多種表征技術,系統(tǒng)地研究了所得Bio-NPs直徑、生物質種類以及金屬種類等因素對細胞毒性的影響;比較了化學法與生物法合成的納米材料的生物毒性并分析其差異產生的原因,并初步探討了 Bio-NPs的毒性機制。以芳樟葉、黃芩葉、側柏葉植物提取液作為還原劑,合成不同粒徑的金、銀納米材料,以人體正常肝細胞L02和人體正常腎細胞HEK作為受試對象,通過細胞增殖實驗、細胞凋亡實驗和細胞內活性氧(ROS)檢測,考察染毒濃度、染毒時間、納米材料粒徑、不同金屬種類、不同植物質對Bio-NPs的生物毒性的影響。結果表明,染毒濃度在0-100μg·mL-1,染毒時間在0-48 h范圍內,Bio-NPs對L02和HEK細胞的生物毒性存在時間依賴和劑量依賴關系,生物毒性隨著時間和劑量的增加而增加。染毒時間24h,染毒濃度40μg·mL-1,粒徑在15-70nm范圍內,Bio-NPs對L02和HEK細胞的生物毒性隨著納米材料粒徑的增加而減小。染毒時間24h,染毒濃度100μg·mL-1時,30-Au-CC的生物毒性顯著低于30-Ag-CC的生物毒性,這主要是因為30-Au-CC釋放的金屬離子產生的生物毒性弱得多。FT-IR譜圖顯示植物質中的還原性成分與Bio-NPs的生物毒性密切相關,還原性基團種類越多,生物毒性越小。選擇化學法和生物法合成的相近粒徑的Ag納米材料15-Ag-Chem和15-Ag-SG,以及15-Ag-Chem上包覆常見穩(wěn)定劑SH-PEG得到的15-Ag-Chem@PEG,仍以L02和HEK細胞為受試對象,通過細胞增殖、細胞凋亡、細胞內ROS檢測、蛋白免疫印跡(Western blotting,WB)等實驗比較三種納米材料的細胞毒性。在染毒濃度為40 μg·mL-1,染毒時間為24h條件下,由于15-Ag-SG表面具有的還原性基團種類較15-Ag-Chem@PEG和15-Ag-Chem多,導致Bio-NPs的生物毒性比化學法合成金屬納米顆粒(Chem-NPs)(15-Ag-Chem@PEG和15-Ag-Chem)的生物毒性低,對于L02細胞,其細胞存活率分別為82.82%、39.77%和25.86%,對于HEK細胞,其細胞存活率分別為80.37%、5.89%和2.00%。植物質對納米材料的生物毒性具有減弱作用,植物質濃度越高,減弱作用越強。WB結果表明,與15-Ag-Chem@PEG和15-Ag-Chem相比,15-Ag-SG染毒后內質網應激的關鍵白蛋白Perk、eIF2α和ATF4的表達變化量最小,15-Ag-Chem處理組引起的變化量最大。由15-Ag-SG染毒后的L02細胞和HEK細胞的內質網應激相關蛋白的表達推測Bio-NPs的毒性機制為:Bio-NPs在進入細胞后,首先引起細胞的氧化應激,而后ROS進攻細胞內游離的巰基,導致內質網應激的激活,最終導致細胞凋亡的產生。
【圖文】：

材料的環(huán)境行為與生物毒性逡逑材料的環(huán)境行為逡逑人體的納米材料主要來自于：大氣，土壤，水體。以大氣為源頭，納米材料，，經過大氣輸送，經人體呼吸道可直接進入人體，對人體外，大氣中的納米材料，也可經過大氣與地表之間的物質交換，進以土壤為源頭，土壤中的納米材料可直接被陸生生物吸收再經生物，也可經土壤轉化，而后被陸生生物所吸收最后向人體富集。此外，米材料在土壤中進行擴散和滲透可進入地下水系統(tǒng)。以水體為源頭，米材料既可經過地表徑流也可經過地下水體系向水生生物富集，最的傳遞，納米材料會流向生物鏈頂端的人類。逡逑

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【學位授予單位】：廈門大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1

【參考文獻】

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本文編號：2635709