體外研究羧基化多壁碳納米管誘發(fā)的氧化應(yīng)激效應(yīng)與機(jī)理.pdf

1、自從1991年碳納米管發(fā)現(xiàn)以來，由于其具有奇特的電學(xué)性質(zhì)、光學(xué)和光電子性質(zhì)、力學(xué)和機(jī)電性質(zhì)、磁學(xué)和電磁性質(zhì)以及熱學(xué)和熱電性質(zhì)，因而在諸多領(lǐng)域都顯現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用潛力。與此同時(shí)，碳納米管的毒性作用也備受關(guān)注。碳納米管通常分為單壁碳納米管和多壁碳納米管。由于多壁碳納米管具有較強(qiáng)的生物相容性，進(jìn)而，多壁碳納米管(MWCNTs)的安全性受到了更多的關(guān)注。因此，本論文選用分散性較好的羧基化多壁碳納米管(MWCNTs-COOH)展開研究。
　　

2、有研究指出，納米材料進(jìn)入生物體產(chǎn)生的毒性作用，與誘發(fā)氧化應(yīng)激效應(yīng)相關(guān)。氧化應(yīng)激效應(yīng)將會(huì)導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)活性氧(ROS)的大量產(chǎn)生?；钚匝酰≧OS）在體內(nèi)積聚達(dá)到一定的量，機(jī)體將產(chǎn)生氧化應(yīng)激損傷，進(jìn)而顯現(xiàn)出各類病癥。因此，通過研究碳納米管誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生的氧化應(yīng)激效應(yīng)與機(jī)理，將有助于進(jìn)一步深入研究和認(rèn)識(shí)碳納米管生物毒性的作用機(jī)理，為今后對(duì)碳納米管毒性作用的研究提供更多的科學(xué)依據(jù)。
　　本論文將結(jié)合分子水平和細(xì)胞水平，從體外研究羧基化多壁碳納米

3、管誘發(fā)的氧化應(yīng)激效應(yīng)與機(jī)理。研究的主要內(nèi)容如下:
　　首先，通過紅外光譜和高分辨透射電鏡對(duì)MWCNTs-COOH進(jìn)行了表征。其次，通過多種光譜學(xué)的方法和等溫滴定量熱法等手段，研究了MWCNTs-COOH結(jié)果表明，MWCNTs-COOH與兩種酶的相互作用都比較弱，且都是以疏水作用力為主的弱吸熱反應(yīng)。MWCNTs-COOH對(duì)兩種酶的結(jié)構(gòu)均沒有產(chǎn)生明顯的影響。酶活性實(shí)驗(yàn)表明，MWCNTs-COOH未對(duì)它們的生理功能產(chǎn)生明顯的影響。

4、>　　最后，利用Muse智能觸控細(xì)胞分析儀，研究了分子水平濃度下MWCNTs-COOH對(duì)原代小鼠肝細(xì)胞成活率的影響。以此為基礎(chǔ)，測(cè)定了MWCNTs-COOH對(duì)細(xì)胞內(nèi)過氧化酶、超氧化物歧化酶活性和丙二醛(MDA)含量的影響，探討了MWCNTs-COOH誘發(fā)細(xì)胞產(chǎn)生的氧化應(yīng)激效應(yīng)。主要結(jié)論:①M(fèi)WCNTs-COOH對(duì)細(xì)胞活力呈時(shí)間依賴效應(yīng);②CAT、SOD的活性都受到了抑制，MWCNTs-COOH誘發(fā)肝細(xì)胞產(chǎn)生氧化應(yīng)激;③MDA的含量發(fā)生變

5、化，但沒有顯著性差異，說明MWCNTs-COOH未對(duì)細(xì)胞造成明顯的氧化應(yīng)激損傷。通過對(duì)比兩種不同研究手段的實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):在相同的MWCNTs-COOH濃度下，分子和細(xì)胞水平上抗氧化應(yīng)激關(guān)鍵酶活性的變化不一致，揭示出MWCNTs-COOH不是直接作用于抗氧化應(yīng)激關(guān)鍵酶，通過影響其結(jié)構(gòu)而改變其生理活性;而是通過誘發(fā)氧化應(yīng)激效應(yīng)，間接影響抗氧化應(yīng)激關(guān)鍵酶的生理活性。細(xì)胞內(nèi)抗氧化應(yīng)激關(guān)鍵酶的活性與氧化應(yīng)激效應(yīng)有著復(fù)雜的關(guān)聯(lián)，這將為今后深入研究碳