二氧化硅納米粒子對斑馬魚的發(fā)育與神經的影響.pdf

1、納米粒子以其獨特的尺度效應以及微尺度上的特殊的物理化學特性，近年來在各個領域有著廣泛的應用，尤其是把納米粒子作為一種藥物載體應用在醫(yī)藥領域里。二氧化硅納米粒子大量應用于在工業(yè)農業(yè)以及醫(yī)藥行業(yè)。本碩士論文的前兩部分以斑馬魚幼魚做為模式生物評價的平臺，通過用不同濃度梯度與粒徑（15nm與50nm）的二氧化硅納米粒子處理斑馬魚受精卵，通過評價其發(fā)育毒性與神經毒性來評價二氧化硅納米粒子引入的粒徑效應與濃度效應所帶來的對斑馬魚受精卵發(fā)育以及神經行

2、為的影響。在這兩部分中牛血清白蛋白組分五(BSA-V)，用來包被不同粒徑（15nm與50nm）的二氧化硅從而得到不同直徑并且表面帶有不同電荷的納米粒子蛋白暈復合物，同時牛血清白蛋白組分五也降低了納米粒子在溶液中的聚沉。對于受精卵發(fā)育的影響，我們以出膜率，死亡率，畸形率以及阿爾西蘭染色呈現的軟骨畸形為檢測指標。動態(tài)光散射實驗結果證實將納米粒子包被有牛血清白蛋白組分五是一個控制納米粒子粒徑與電荷的有效方法。孵化率的結果顯示其對二氧化硅納米粒

3、子復合物的濃度有著依賴效應。半數致死率(LC50)顯示了從受精后54小時到受精后120小時死亡率的增加。斑馬魚受精后54小時是評價納米粒子蛋白暈復合物的一個新穎且重要的時間點。結果顯示不同粒徑的納米粒子被蛋白包被后形成蛋白暈復合物并有不同的表面電荷與毒性效應。研究結果顯示對于發(fā)育毒性，50nm納米粒子復合物比15mn的納米粒子復合物毒性更大。同時軟骨畸形更進一步表明了發(fā)育毒性的結果。此外，對于神經的影響我們主要以睡眠覺醒行為的改變?yōu)榛A

4、，定義了一系列神經行為學的參數來檢測不同粒徑（15nm與50nm）與不同濃度(50-1000μg/mL)的二氧化硅納米粒子蛋白暈復合物對斑馬魚神經行為的影響。據我們所知，本研究首次將運動行為與睡眠覺醒行為聯系起來檢測納米粒子的神經毒性。結果表明，被15nm與50nm二氧化硅納米粒子處理的幼魚的神經行為毒性，死亡率和畸形率有著明顯的濃度依賴效應。通過K聚類分析發(fā)現15nm的二氧化硅的神經毒性大于50nm的二氧化硅;而50nm的二氧化硅的發(fā)

5、育毒性大于15nm的二氧化硅。在本論文的第三部分我們以斑馬魚的成年魚為研究對象，模擬了自然條件下水體中的不同粒徑（15nm和50nm）與不同濃度（低濃度300μg/ml與高濃度1000μg/mL的）二氧化硅納米粒子對成年斑馬魚的高級認知行為（顏色偏好）的影響，以及探究了二氧化硅納米粒子潛在的致阿茲海默癥的行為的潛在效應。伴隨著各個學科的快速發(fā)展，生物行為背后的機制的解析亟需借助多學科聯合研究的方式。在這里，我們展現了借助多學科技術的方式

6、來研究二氧化硅納米粒子干擾了斑馬魚的神經行為并且解析了影響此神經行為的可能的生理機制。我們應用斑馬魚作為動物模型借助行為學以及生理學的分析來評價不同粒徑（15nm與50nm）以及不同濃度的（低濃度300μg/mL與高濃度1000μg/mL）的二氧化硅納米粒子的神經毒性。借助視頻跟蹤與數據挖掘技術，我們檢測到了行為表型的改變。我們發(fā)現，較之50nm的二氧化硅納米粒子，15nm的二氧化硅粒子能夠對斑馬魚的認知的神經行為模式造成顯著的改變，并