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阐述利用核技术几种典型纳米材料对A549细胞毒性效应

收藏本文 2024-03-07 点赞:15377 浏览:61800 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:纳米二氧化钛材材料、石墨烯及其复合材料是当前探讨比较热门且具有代表性和运用广泛的几种典型纳米材料。纳米二氧化钛材料主要以锐钛矿型和金红石型两种不同的晶相有着,它们因其特殊的物理化学特性广泛运用于涂料、化妆品、水污染处理、催化剂、电子材料、药品以及生物医学等方面。石墨烯及其衍生材料近些年也成为科学各个领域中众所瞩目的热门材料,在信息领域、能源领域、器件制造以及生物医学领域,均有潜在的探讨价值和运用前景。由于这两种材料在生物医学领域的运用前景较大,很可能成为新的疾病诊断、治疗方式、药物开发的突破口,由此探讨其与细胞之间的相互作用就显得非常重要。本课题以人肺腺癌细胞A549为作用对象,利用分子生物学技术、电子显微技术、同步辐射技术等多种手段,在细胞和分子水平上,比较系统全面的探讨了两种晶型纳米二氧化钛材料、石墨烯及其衍生材料的生物学效应、对细胞的毒性效应及其可能的作用机理,以便为这几种典型的纳米材料的安全利用提供有效的论述依据。探讨所取得的主要结果如下:1、由分子生物学技术探讨得到,两种晶型TiO_2NPs对A549细胞的细胞膜、线粒体有不同程度的毒性损伤但有着显著性差别,这可能是由于晶相的不同所造成的。2、以形态学上观察,锐钛矿型TiO_2NPs主要以几十纳米的粒子团聚体分布于细胞膜附近,且未显著观察到细胞膜破损的现象,而金红石型TiO_2NPs主要以几百纳米的粒子团聚体分布在细胞质中。3、光谱学浅析结果发现,两种晶型TiO_2NPs确实和细胞内的某些物质发生了反应,但晶相结构的不同与材料对细胞的作用位点没有影响。4、GO具有较好的生物兼容性,对细胞并未引起严重的毒性损伤。5、G-T进入细胞后,TiO_2与石墨烯分离,引起了对A549细胞的毒性损伤,这与TiO_2单独作用细胞引起的损伤相类似,由此可见石墨烯衍生物材料对细胞的损伤主要来源于附载的金属材料,这可能是由于氧化应激造成的。关键词:纳米二氧化钛颗粒论文晶型论文石墨烯论文细胞毒性论文超微结构变化论文精细结构论文

    摘要4-6

    ABSTRACT6-11

    第一章 绪论11-17

    1.1 几种典型纳米材料的特性及运用11-13

    1.1.1 纳米二氧化钛材料的特性及运用11-12

    1.1.2 石墨烯及其衍生材料的特性及运用12-13

    1.2 几种典型纳米材料对细胞毒性效应的近况13-15

    1.3 本实验探讨目的、内容和作用15-17

    第二章 纳米材料生物安全性探讨主要策略的基本原理17-25

    2.1 透射电子显微镜技术17-18

    2.2 同步辐射技术18-22

    2.2.1 X 射线吸收精细结构谱18-20

    2.2.2 扫描透射 X 射线显微术(STXM)20-22

    2.3 分子生物学技术22-25

    第三章 不同晶型 TiO_2NPs 对 A549 细胞的毒性损伤25-37

    3.1 前言25

    3.2 实验试剂和仪器25-26

    3.2.1 主要试剂25-26

    3.2.2 主要仪器26

    3.3 实验策略26-28

    3.3.1 细胞培养及 TiO_2NPs 悬液的制备26

    3.3.2 CCK-8 检测细胞存活率26-27

    3.3.3 LDH 检测细胞膜损伤27

    3.3.4 ATP 法检测线粒体功能损伤27

    3.3.5 TEM 检测细胞超微结构27-28

    3.3.6 XAFS 观察细胞内 Ti 元素的精细结构28

    3.4 实验结果28-35

    3.4.1 不同晶型 TiO_2NPs 悬液的分散状态28-29

    3.4.2 不同晶型 TiO_2NPs 对细胞存活率的影响29-30

    3.4.3 不同晶型纳米 TiO_2NPs 对细胞膜的作用30-31

    3.4.4 不同晶型 TiO_2NPs 对线粒体内 ATP 水平的影响31-32

    3.4.5 不同晶型 TiO_2NPs 对细胞超微结构的影响32-34

    3.4.6 XAFS 浅析不同晶型 TiO_2NPs 与细胞的作用34-35

    3.5 讨论35-37

    第四章 石墨烯及其衍生材料对 A549 细胞的毒性探讨37-49

    4.1 前言37

    4.2 试剂和仪器37-38

    4.2.1 主要试剂37-38

    4.2.2 主要仪器38

    4.3 实验策略38-40

    4.3.1 细胞培养及三种材料悬液的制备38

    4.3.2 拉曼光谱法表征三种材料的特性38

    4.3.3 CCK-8 法检测细胞存活率38-39

    4.3.4 ATP 法检测线粒体功能损伤39

    4.3.5 TEM 检测细胞超微结构39

    4.3.6 STXM 测量细胞内 Ti 元素的二维空间分布39-40

    4.3.7 XAFS 观察细胞内 Ti 元素的精细结构40

    4.4 结果与讨论40-46

    4.4.1 三种材料的 TEM 表征图40

    4.4.2 三种材料的拉曼光谱40-42

    4.4.3 三种材料对细胞存活率的影响42

    4.4.4 三种材料对线粒体 ATP 的影响42-43

    4.4.5 三种材料对细胞超微结构的影响43

    4.4.6 A549 细胞中 Ti 元素的结构和分布43-46

    4.5 讨论46-49

    第五章 总结和展望49-53

    5.1 总结49-50

    5.2 展望50-53

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