收藏本站
《中国海洋大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

人工纳米颗粒对生物体内主要生物分子和多环芳烃的吸附

赵建  
【摘要】:纳米材料已日益广泛地应用于电子、生物医药、催化和材料等各个领域。在这些纳米产品的生产和使用过程中,其产生的人工纳米颗粒(NPs)能够通过各种途径进入环境中,其潜在的环境风险和对人类健康带来的负面影响引起了广泛的关注,相关研究已成为国际上的热点。NPs进入人体后能够与生物分子如蛋白质和酶类发生相互作用,从而产生毒性效应。此外,NPs特别是碳纳米管(CNTs)由于对有机污染物具有极强的吸附能力和吸附容量,能够成为有机污染物(如多环芳烃)的载体,二者之间可能产生复合毒性作用。因此,本论文主要研究NPs对生物体神经系统、消化系统和呼吸系统中的生物分子的吸附作用,以及这些生物分子存在条件下,NPs对多环芳烃类污染物的吸附和解吸附行为。 乙酰胆碱酯酶(AChE)作为人类神经系统的关键酶存在于大脑和血液中。基于NPs能够吸附酶活性检测过程中显色反应中的黄色产物5-MNBA,采用调整后的Ellman法对AChE酶活性进行检测。8种NPs包括SiO_2、TiO2、Al_2O_3、Al、Cu、碳包铜(Cu-C)、多壁碳纳米管(MWCNT)和单壁碳纳米管(SWCNT)均对AChE具有吸附和抑制作用。CNTs对AChE具有极高的吸附能力,其中SWCNT的吸附能力最强(94%),而SiO_2和Al_2O_3NPs在所有NPs中吸附能力最弱。NPs的吸附是造成AChE酶活性降低的首要因素,然而Cu和Cu-C NPs在悬浮液中能够释放Cu~(2+)进而分别导致40%和45%的酶活性降低。作为Cu NPs和CNTs的对照,微米级Cu和活性炭对AChE的抑制作用要远远小于其对应的纳米级颗粒。Cu、Cu-C、MWCNT和SWCNT对AChE的抑制呈现剂量-反应关系,半数抑制浓度(IC_(50))分别为4,17,156和96mg L~(-1)。这些研究表明,NPs特别是CNTs和Cu可能具有神经毒性,应引起广泛关注。 CNTs的吸附能力不仅体现在与生物体内生物分子的相互作用上,CNTs对疏水性有机污染物如多环芳烃(PAHs)也具有极强的吸附能力。通过在模拟消化液中CNTs对菲的吸附和解吸附研究发现,生物分子如胃蛋白酶和胆盐存在下,菲在CNTs上的吸附明显降低,这主要是由于生物分子对菲的增溶作用以及二者之间发生竞争吸附所致。解吸附动力学的研究表明,菲在3种CNTs上的快解吸附时间均少于1h。通过胃液和肠液消化,禁食和进食状态下分别有43%-69%和53%-86%的菲随CNTs进入到胃肠液中,这些进入胃肠液的菲能够快速被人体吸收,从而产生毒性作用。 当吸附有菲的CNTs进入呼吸系统时,肺部表面活性剂影响着菲在肺部的生物有效性。采用Passive dosing研究了肺部表面活性剂(Curosurf)及其组分(DPPC、BSA等)对溶液中菲的吸附作用,发现Curosurf、DPPC和BSA对菲的增溶(吸附)均为线性,其中Curosurf对菲的增溶作用较强,而单一组分如DPPC的增溶作用较弱。磷脂混合物的增溶作用要高于单独磷脂的增溶作用之和。Curosurf、DPPC或者BSA存在下,MWCNTs对菲的吸附均有不同程度的降低,说明肺部表面活性剂和菲在MWCNTs表面存在竞争,并且Curosurf与菲的竞争最为激烈。当吸附有PAHs的CNTs进入呼吸系统后,由于肺部表面活性剂的增溶作用和与菲在MWCNTs表面的竞争吸附,一部分PAHs将从CNTs表面解吸附出来。这些解吸附下来的PAHs极有可能对人体造成新的伤害。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB383.1

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 王震宇;赵建;李娜;李锋民;;人工纳米颗粒对水生生物的毒性效应及其机制研究进展[J];环境科学;2010年06期
2 张东平;余应新;张帆;王德庆;吴明红;盛国英;傅家谟;;环境污染物对人体生物有效性测定的胃肠模拟研究现状[J];科学通报;2008年21期
3 林道辉;冀静;田小利;刘妮;杨坤;吴丰昌;王震宇;;纳米材料的环境行为与生物毒性[J];科学通报;2009年23期
4 杨成波;陈兴兰;;水体有机污染物的生态效应及其化学监测技术现状与展望[J];农业环境与发展;2010年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王燕;张伟;李恺;滕安娜;王辉;徐五通;刘元敏;顾希;;纳米银对原代培养海马神经细胞凋亡的研究[J];安徽农业科学;2012年21期
2 王大力;郁建桥;高雅;朱丽华;林志芬;尹大强;;金属和氧化物纳米颗粒对细菌毒性的研究进展[J];安全与环境学报;2012年01期
3 万学勤;唐冬生;刘爱平;谭淑仪;李万可兰;邝佳;李宏鸣;;幽门螺杆菌毒性噬菌体分离纯化及模拟治疗研究[J];南方医科大学学报;2011年02期
4 王秀;林海;田秉晖;辛丽花;;4种纳米氧化铁对大型蚤的急性毒性[J];环境科学与技术;2012年09期
5 郭庆亮;林瑞;周作明;;纳米氧化物对藻类致毒性研究进展[J];环境科学与管理;2013年03期
6 张慧;王佳敏;羊嘉文;李非里;;土壤标准物质中Pb生物可给量的体外模拟试验[J];环境科学与技术;2013年04期
7 王玉琳;王晓慧;海热提;李媛;杜志泽;;纳米材料对活性污泥系统影响的研究进展[J];环境科学与技术;2013年12期
8 杜志泽;王晓慧;海热提;王玉琳;李媛;;CuO NPs长期暴露对SBR废水处理效果的影响[J];环境科学与技术;2014年10期
9 蔡美芳;吴仁人;李开明;谢丹平;彭香琴;;植物性食物中重金属生物可利用性研究进展[J];环境科学与技术;2014年11期
10 崔岩山;陈晓晨;;土壤中镉的生物可给性及其对人体的健康风险评估[J];环境科学;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 龙志峰;陈佳俊;林道辉;;纳米碳管对蛋白核小球藻的毒性效应及其机理[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
2 陆吟盈;许小攀;林道辉;;表面活性剂悬浮纳米碳管在石英砂柱中的迁移性能及影响因素[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
3 金霏霏;尹颖;郭红岩;杨柳燕;;腐殖酸(HA)作用下纳米氧化锌对鲫鱼的毒性影响[A];中国毒理学会环境与生态毒理学专业委员会第二届学术研讨会暨中国环境科学学会环境标准与基准专业委员会2011年学术研讨会会议论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 于晓冬;碳纳米管的悬浮及其对抗生素类药物的吸附机理研究[D];中国海洋大学;2010年
2 阎海娟;中枢神经系统感染和痴呆疾病脑脊液中蛋白组学变化研究[D];天津医科大学;2011年
3 王壮;四种人工纳米颗粒物在水相中的转化行为及生态毒理效应[D];大连理工大学;2013年
4 孙倩;碳基纳米材料吸附溶解性有机物质的分子动力学模拟研究[D];东北师范大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于晓莉;几种典型人工纳米颗粒对高等植物的毒性效应研究[D];中国海洋大学;2010年
2 徐瑾;应用体外胃肠模拟法对土壤中多氯联苯的生物有效性研究[D];南京大学;2011年
3 孙艳;人参仿生化提取分离及初步药效学研究[D];长春中医药大学;2011年
4 封文强;CuO纳米颗粒对玉米的毒性效应及其在玉米体内的吸收和转运[D];中国海洋大学;2011年
5 代燕辉;DOM存在下水体中氧化铜纳米颗粒的抑菌机制[D];中国海洋大学;2011年
6 倪明;水介质中C_(60)纳米晶体颗粒的光化学反应活性研究[D];上海交通大学;2011年
7 杨远强;纳米氧化铜的植物吸收累积与毒性效应初探[D];浙江大学;2012年
8 刘妮;水中纳米碳管悬浮与去除的机理及影响因素[D];浙江大学;2010年
9 覃春丽;纳米材料对细菌的生物效应研究[D];天津理工大学;2012年
10 祝星;纳米氧化铝致斜生栅藻(Scenedesmusobliquus)生态毒性效应的研究[D];华中师范大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 栾天罡,张展霞;固相微萃取-衍生化技术及其在环境和生物分析中的应用[J];分析化学;2003年04期
2 ;固相萃取(SPME)法——抽提/浓缩样品的最新方法[J];环境化学;1994年05期
3 周珊,康君行,黄骏雄;固相微萃取-气相色谱/质谱联用法测定饮用水中苯类化合物[J];环境化学;2001年02期
4 唐翔宇,朱永官,陈世宝;In Vitro法评估铅污染土壤对人体的生物有效性[J];环境化学;2003年05期
5 ;Effect of sub-acute exposure to TiO_2 nanoparticles on oxidative stress and histopathological changes in Juvenile Carp (Cyprinus carpio)[J];Journal of Environmental Sciences;2009年10期
6 张学治;孙红文;张稚妍;;鲤鱼对纳米二氧化钛的生物富集[J];环境科学;2006年08期
7 朱小山;朱琳;郎宇鹏;李燕;端正花;姚琨;;人工纳米材料富勒烯(C_(60))低剂量长期暴露对鲫鱼的氧化伤害[J];环境科学;2008年04期
8 贾金平,何翊,方海军,黄骏雄,周世伟;顶空固相微萃取法测定饮用水中的氯仿[J];环境科学;1998年04期
9 蔡亚岐,刘稷燕,江桂斌;固相微萃取-液相色谱联用技术研究进展[J];化学进展;2004年05期
10 晏晓敏;石宝友;王东升;汤鸿霄;;纳米富勒烯(nC_(60))的生态毒性效应[J];化学进展;2008年Z1期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张荣;罗三来;郑敦胜;;生物分子溶液中的弱相互作用研究进展[J];化学研究;2008年01期
2 ;生物分子界面行为及其一步组装新方法[J];分析化学;2009年07期
3 姚树寅;晏海英;吴仲岿;陈红;;构筑生物分子微图案的研究进展[J];材料科学与工程学报;2010年01期
4 王克夷;;生物分子的离心浓缩法[J];生命的化学(中国生物化学会通讯);1989年06期
5 涂亚平,张西林,邹大鹏,刘亚琴;生物分子的质谱分析研究进展[J];抚顺石油学院学报;1996年03期
6 ;澳大利亚科学家发现地球上最古老的生物分子[J];中国环境科学;1999年06期
7 李建树,罗祥林,何成生,樊翠蓉,钟银屏;高分子材料表面固定生物分子的光化学方法[J];高分子材料科学与工程;2001年05期
8 邵学广,姜海燕,蔡文生;生物分子计算进展[J];化学进展;2002年01期
9 詹劲,张敏莲,刘铮;膜材料与生物分子相互作用的分子模拟[J];化工学报;2005年11期
10 王斌;刘道杰;;羟基磷灰石色谱在生物分子分离中的应用[J];药物分析杂志;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱圣庚;;生物分子实验进化的谋略[A];全国生物进化理论研讨会论文与论文摘要集[C];2000年
2 吴家睿;;细胞信号转导与系统生物学[A];中国细胞生物学学会第八届会员代表大会暨学术大会论文摘要集[C];2003年
3 张丰收;;高离化态重离子与生物分子相互作用研究[A];第十二届全国核物理大会暨第七届会员代表大会论文摘要集[C];2004年
4 张益;胡钧;;生物分子在外力作用下的有序化组装[A];2005年纳米和表面科学与技术全国会议论文摘要集[C];2005年
5 杨秀荣;;药物与生物分子相互作用的分析化学方法研究[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
6 Vickie Ma;;非标记技术在蛋白质结构和新药研发中的应用[A];第六届全国化学生物学学术会议论文摘要集[C];2009年
7 张红武;赵睿;陈志勇;上官棣华;刘国诠;;以石英晶体微天平-流动注射系统动态测定生物分子相互作用[A];第二届全国微全分析系统学术会议论文摘要集[C];2004年
8 杨秀荣;白海鑫;李爱学;李楠;;利用表面等离子体共振、光谱电化学及荧光等技术进行生物分子相互作用的研究[A];中国蛋白质组学第三届学术大会论文摘要[C];2005年
9 韩秀文;屈铭;缪希茄;刘秀梅;胡皆汉;许永庭;;谷胱甘肽在水溶液中的动力学研究[A];第八届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];1994年
10 刘良臣;宋振亚;廖子健;叶志义;;AFM对细胞膜蛋白分子粘附力研究[A];第十届全国生物力学学术会议暨第十二届全国生物流变学学术会议论文摘要汇编[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 常丽君;生物分子计算机能捕获多种疾病信号[N];科技日报;2011年
2 刘霞;韩研制出诊断疾病的智能手机[N];科技日报;2012年
3 张巍巍;推断生物分子原子结构有了新法[N];科技日报;2012年
4 本报记者 王春 实习生 刘思宏;用化学手段探究生物分子奥秘[N];科技日报;2009年
5 刘霞;噬菌体让生物分子进化增速100倍[N];科技日报;2011年
6 王祥;美找到诱使癌细胞“自杀”的生物分子[N];中国医药报;2006年
7 张唯诚;生物分子世界 巧匠频创佳绩[N];大众科技报;2009年
8 常丽君;混合显微镜可从三维测量生物分子[N];科技日报;2012年
9 记者 徐玢;美提出一个新的生命起源假说[N];科技日报;2007年
10 陈云;医药学研究缺陷制约美国新药研发[N];中国医药报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张同军;基于太赫兹时域光谱的生物分子检测技术研究[D];浙江大学;2007年
2 赵祥伟;基于光子晶体的生物分子编码载体[D];浙江大学;2006年
3 定翔;相位调制SPR成像检测生物分子相互作用的方法研究[D];清华大学;2009年
4 张超;生物分子的电感耦合等离子体质谱法分析研究[D];清华大学;2002年
5 庞伟毅;应用生物光谱技术研究细胞损伤和组织生长的生物分子特征性变化[D];广西医科大学;2012年
6 蒋天伦;生物分子编码分析高通量定量检测技术的构建[D];第三军医大学;2007年
7 窦鹏;顺式二羟基生物分子分析新方法研究[D];南京大学;2011年
8 赵建;人工纳米颗粒对生物体内主要生物分子和多环芳烃的吸附[D];中国海洋大学;2011年
9 唐雨钊;生物分子纳米图样构建及其纳米复型研究[D];上海交通大学;2009年
10 秦利霞;纳米界面仿生功能化及其在生命分析中的应用研究[D];华东理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张灿邦;激光与生物分子部分链键的局域作用分析及应用研究[D];昆明理工大学;2004年
2 张晓玲;纳流控通道内生物分子与离子迁移过程的分子模拟[D];东北大学;2010年
3 姚炜炜;生物分子在三维有序纳米结构中输运与分离性质的研究[D];苏州大学;2014年
4 孙小婷;毛细管电泳—安培检测联用技术在一些生物分子分析中的应用研究[D];辽宁师范大学;2012年
5 刘磊安;离子束注入生物小分子的效应研究[D];郑州大学;2004年
6 单楠楠;生物分子辅助水热\溶剂热技术制备纳米硫化物半导体[D];辽宁师范大学;2012年
7 马晓菁;核苷等生物分子的太赫兹时域光谱研究[D];石河子大学;2008年
8 海波;新型固定化材料的合成及其固载蛋白质性能研究[D];北京化工大学;2012年
9 纪玉兰;微生物和优势生物分子还原合成金纳米的机理研究[D];天津大学;2012年
10 张德喜;微波法制备钙改性SBA-15与其吸附生物分子性能的研究[D];湖南师范大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026