基于秀麗隱桿線蟲的熒光碲化鎘量子點(diǎn)和硅納米顆粒的生物安全性研究.pdf

1、近年來，隨著納米材料的迅速發(fā)展，半導(dǎo)體熒光量子點(diǎn)和熒光硅納米顆粒作為具有代表性的熒光納米材料，由于其優(yōu)良的光學(xué)性質(zhì)，在生物學(xué)及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著對(duì)熒光納米材料生物應(yīng)用的日益深入，其生物安全性得到了科研工作者們的廣泛關(guān)注。秀麗隱桿線蟲由于具有優(yōu)異的特性和研究的優(yōu)勢（例如，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)在整體水平和亞細(xì)胞水平上進(jìn)行研究，且遺傳進(jìn)化保守的特點(diǎn)也使得與線蟲相關(guān)的研究具有重大的價(jià)值），因而被科研工作者們作為模式動(dòng)物來研究納米材料的生物

2、安全性。因此，在本文中，我們利用線蟲作為動(dòng)物模型系統(tǒng)地研究了碲化鎘量子點(diǎn)和熒光硅納米顆粒的生物安全性。
　　本文首先從整體水平和亞細(xì)胞水平對(duì)三種不同尺寸的碲化鎘量子點(diǎn)在線蟲體內(nèi)的行為學(xué)以及毒理學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明碲化鎘量子點(diǎn)在線蟲體內(nèi)的分布和毒性有著一定的尺寸依賴性。量子點(diǎn)短時(shí)間的處理會(huì)抑制線蟲的生長發(fā)育，對(duì)線蟲的壽命沒有明顯的影響，表明量子點(diǎn)短時(shí)間的處理對(duì)線蟲產(chǎn)生的影響是急性的，不會(huì)造成永久性的損傷。但是，量子點(diǎn)長時(shí)

3、間的處理會(huì)抑制線蟲的生長發(fā)育并縮短其壽命，造成的影響是難以恢復(fù)的。因此，與體外培養(yǎng)的細(xì)胞不同，線蟲可以承受量子點(diǎn)短時(shí)間處理所帶來的影響。若量子點(diǎn)長時(shí)間滯留在線蟲體內(nèi)，則對(duì)線蟲造成的影響是不可恢復(fù)的。通過對(duì)亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的檢測與分析，證明碲化鎘量子點(diǎn)破壞了線蟲體內(nèi)細(xì)胞的胞吞過程以及營養(yǎng)貯存過程，這可能是量子點(diǎn)造成線蟲生長抑制和壽命縮短的根本原因。本文揭示了碲化鎘量子點(diǎn)會(huì)破壞生物體內(nèi)細(xì)胞過程的穩(wěn)態(tài)，其在組織和器官中長久的累積會(huì)造成無法恢復(fù)的損傷

4、。上述研究結(jié)果為了解量子點(diǎn)的生物安全性提供了一定的參考。其次，利用哺乳動(dòng)物細(xì)胞和線蟲研究了硅納米顆粒對(duì)自噬的調(diào)控情況。具體而言，通過將硅納米顆粒對(duì)細(xì)胞和線蟲進(jìn)行處理，結(jié)果表明硅納米顆粒沒有引起細(xì)胞與線蟲體內(nèi)自噬小體的形成。經(jīng)過硅納米顆粒處理的細(xì)胞與線蟲，體內(nèi)自噬相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平?jīng)]有發(fā)生上調(diào)，且自噬相關(guān)蛋白的表達(dá)量也沒有升高。而且在不同的處理時(shí)間條件下，硅納米顆粒均沒有引起細(xì)胞中自噬小體的形成。通過實(shí)時(shí)地檢測線蟲體內(nèi)自噬小體數(shù)目的變化，