納米二氧化錳的安全性評價.pdf

1、隨著納米材料技術(shù)的迅猛發(fā)展和納米材料在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其安全性問題正引起世界范圍的重點(diǎn)關(guān)注。納米材料的危害主要體現(xiàn)在對呼吸系統(tǒng)(特別是動物肺部損傷)及免疫系統(tǒng)的干擾；微觀上主要是影響細(xì)胞表面的功能結(jié)構(gòu)，進(jìn)而引起細(xì)胞整體代謝紊亂，影響細(xì)胞活性，誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡或壞死。而納米MnO2擁有良好的電化學(xué)性能、優(yōu)越的離子/電子傳導(dǎo)率和相對高的電位使其在電化學(xué)領(lǐng)域有著非常重要的應(yīng)用。隨著納米Mn02越來越廣泛的應(yīng)用，該材料安全性研究也顯得日益重要

2、。 為了探討納米MnO2是否具有細(xì)胞毒性，本研究以Hela細(xì)胞為研究對象，首先通過形態(tài)學(xué)觀察和四甲基偶氮唑藍(lán)(MTT)實驗來檢測納米Mn02對細(xì)胞活性的影響；然后檢測其誘導(dǎo)的DNA單鏈斷裂(DSSB)程度和細(xì)胞內(nèi)活性氧(ROS)水平，來探討納米MnO2對細(xì)胞的氧化損傷作用及可能機(jī)制。同時，由于眾多研究表明：一些原本無毒或者低毒的顆粒材料粒徑達(dá)到納米級時毒性明顯增強(qiáng)。所以為了探討MnO2材料致毒作用是否與尺寸大小有關(guān)，本研究同時對

3、比研究了常規(guī)Mn02和納米MnO2導(dǎo)致Hela細(xì)胞氧化損傷情況。研究結(jié)果如下： 1.常規(guī)Mn02和納米Mn02對細(xì)胞活性的影響 為了探討常規(guī)Mn02和納米Mn02是否具有細(xì)胞毒性，本研究以Hela細(xì)胞為實驗材料，通過不同濃度(50、100、200、400 lag/mL)的常規(guī)Mn02和納米Mn02處理12h后，應(yīng)用形態(tài)學(xué)觀察、MTT實驗檢測了Hela細(xì)胞的活性。實驗結(jié)果表明：經(jīng)納米MnO2與常規(guī)Mn02處理12h后，細(xì)胞

4、活力明顯下降，并且呈現(xiàn)一個明顯的劑量依賴效應(yīng)。Hela細(xì)胞經(jīng)常規(guī)Mn02在較低濃度(50和100g/mL)處理12h后，細(xì)胞生長沒有被顯著的抑制，細(xì)胞形態(tài)也改變不大；而在常規(guī)Mn02較高濃度(200和400 μg/mL)處理12h后，細(xì)胞生長受到極顯著的抑制(p<0.01)，細(xì)胞形態(tài)逐漸變的模糊不清，并有少量細(xì)胞萎縮成圓形。而納米Mn02在較低濃度(50μg/mL)時即能產(chǎn)生顯著的細(xì)胞毒性，與常規(guī)M1102組相比，具有顯著性差異(p<0

5、.01)。 2.常規(guī)Mn02和納米Mn02所致DNA損傷的研究 為了檢測并比較納米Mn02與常規(guī)MnO2對Hela細(xì)胞的DNA損傷作用。本研究采用不同濃度(50、100、200、400 μg/mL)的納米Mn02與常規(guī)MnO2對Hela細(xì)胞進(jìn)行染毒，然后應(yīng)用單細(xì)胞凝膠電泳實驗檢測Hela細(xì)胞DNA單鏈斷裂情況，以此評估和比較納米MnO2與常規(guī)MnO2對Hela細(xì)胞DNA的損傷效應(yīng)。實驗結(jié)果表明經(jīng)過常規(guī)MnO2和納米MnO

6、2處理的細(xì)胞，Tail DNA％和Tail Moment均隨著染毒濃度的升高，并呈一定的劑量一效應(yīng)關(guān)系，說明不同濃度的常規(guī)MnO2和納米MnO2都能引起Hela細(xì)胞DNA分子的斷裂。但本實驗同時發(fā)現(xiàn)常規(guī)MnO2和納米MnO2誘導(dǎo)的Hela細(xì)胞DNA斷裂程度有所差異。50、100、200、400~μg/mL濃度的納米MnO2，染毒組細(xì)胞的TailDNA％和Tail Moment相比于常規(guī)Mn02組顯著增加，同一濃度組間，納米MnO2組細(xì)胞

7、的Tail DNA％和Tail Moment顯著大于常規(guī)MnO2組(p<0.01)。 3.常規(guī)Mn02和納米Mn02所致細(xì)胞內(nèi)ROS水平升高的研究 有研究表明，DNA是ROS的主要靶點(diǎn)，ROS的產(chǎn)生是納米顆粒物質(zhì)引起DNA損傷的重要機(jī)制。為了驗證常規(guī)MnO2和納米MnO2引起DNA損傷的同時，細(xì)胞內(nèi)ROS的水平是否相應(yīng)地提高，本研究采用HEDCF法檢測不同濃度(50、100、200、400 μg/mL)的納米MnO2與