人體在大氣細顆粒物中長期暴露可誘發(fā)潛在的肺健康風險.本研究以可吸入碳納米管（CNT）為模型顆粒物,研究了其對天然肺表面活性物質（NPS）界面性質的影響.結果表明,CNT導致NPS的氣-液界面表面張力增加,且CNT濃度越高,表面張力增加越明顯;表面壓力-面積等溫線（π-A）隨CNT濃度的增加向面積減小的方向移動越明顯,氣相到液相的相轉變點變化越明顯;CNT對肺表面活性物（PS）的發(fā)泡能力有明顯的抑制作用,且CNT濃度越高,抑制效應越明顯.通過研究NPS組分的發(fā)泡能力發(fā)現(xiàn),NPS中的蛋白組分是影響NPS發(fā)泡能力的關鍵組分.NPS組分的吸附實驗發(fā)現(xiàn),CNT對NPS中的主要活性物質磷脂和特異性蛋白組分均有很強的吸附作用,其吸附率分別為96%和77%.由此可見,CNT對NPS組分的吸附作用是導致其表面活性異常的原因. 

【文章來源】：環(huán)境化學. 2020,39(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

CNT對NPS表面張力的影響

前人研究表明磷脂在氣-液界面處的π-A等溫線被用于研究呼吸過程中肺泡的生理變化[28,33-34],為此研究了CNT存在條件下NPS的π-A等溫線變化.如圖2(a)所示,NPS溶液中不存在CNT時,其π-A等溫線具有完整的氣-液-固三相態(tài)變化,這與Farnoud等[35]的報道一致.當亞相中存在CNT時,NPS的π-A等溫線的相行為發(fā)生了明顯的變化,隨CNT濃度的增加,π-A等溫線向表面積減小的方向移動[36].氣-液相相轉變所對應的面積也發(fā)生了明顯的變化,如CNT濃度分別為0、0.01、0.02、0.1 mg·mL-1時,發(fā)生氣-液相相轉變對應的面積分別為200.1、198.7、195.4、151.5 cm2.同時,CNT的加入也致使NPS的表面壓力異常,隨著CNT濃度的增加,NPS的表面壓力逐漸減小,150 cm2表面積處對應的表面壓力分別為10.2、8.4、6.5、0.7 mN·m-1.前人研究表明,PS的表面壓力與表面張力之和等于該溫度下純水的表面張力[34].由此可知,CNT的加入造成NPS的表面壓力降低,意味著NPS的表面張力增加,這與表面張力實驗得出的結果是一致的.Hao等[37]研究觀察到磁鐵礦納米粒子對氣-液界面DPPC膜相行為的改變是由于磁鐵礦納米粒子對界面處DPPC膜的吸附作用所導致.由此推斷CNT對NPS單層膜表面張力和相行為的影響也可能與CNT和NPS之間的吸附作用相關.為驗證這一假設,研究了CNT存在時NPS單層膜在氣-液界面上的π-t等溫線.前人研究表明π-t等溫線可反映納米材料與PS間的吸附行為[37].由圖2(b)可知,當亞相中不存在CNT時,NPS單層膜的表面壓力穩(wěn)定在30.9 mN·m-1左右.而當亞相中存在CNT時,NPS單層膜的表面壓力逐漸降低,且隨著亞相中CNT濃度的增加表面壓力降低的越明顯.這表明亞相中CNT濃度越高,其吸附的NPS的量也越多,界面上NPS的量減少后表面壓力隨之降低(表面張力升高).

CNT對DPPC的吸附

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3522118