体外实验研究不同粒径纳米银的氧化应激效应

发布时间：2017-10-03 13:33

  本文关键词：体外实验研究不同粒径纳米银的氧化应激效应

  更多相关文章： nanoAg 过氧化氢酶 超氧化物歧化酶 氧化应激 毒性作用机理

【摘要】：纳米科学技术历经了几十年的探索和发展已成为当前最为活跃的研究领域,是世界各国研究的热点。纳米银(nanoAg)由于具有独特的电子,光学,催化,机械和抗菌等优良性质使得其在研究和应用上大量使用,是应用最广泛的纳米材料,与此同时也造成了其对相关工作人员和局部环境的较大剂量暴露。关于nanoAg的毒性作用的研究已有陆续报道,但是nanoAg对蛋白质等功能生物大分子的毒性作用以及细胞毒性的机制尚未阐明。为了保证nanoAg在纳米材料领域的发展,减少nanoAg使用过程中对人类及生态环境的危害,急需对nanoAg的毒性效应做全面、深入的研究。研究表明氧化应激几乎与所有的疾病有关,环境污染物对生物体产生的危害与氧化应激密切相关。在氧化应激过程中,活性氧类物质(ROS)在生物体内大量表达,参与并促进多种疾病的发生发展过程,造成DNA/RNA、蛋白质、脂类等生物分子的氧化损伤,从而导致机体代谢紊乱,诱发疾病。因此,利用氧化应激这一生物学效应指标来评价环境污染物的毒性效应,有助于人们深入了解环境污染物的致病机理,全面评价其毒性,为疾病的早期诊断、预防和治疗提供科学依据。本文以机体氧化应激理论为基础,选择机体内与氧化应激密切相关的过氧化氢酶(CAT)及超氧化物歧化酶(SOD)为靶,从分子水平及细胞水平上探讨了nanoAg对其结构和功能的影响。本文包括以下两个部分：第一部分：第一节：利用化学还原法制得粒径在30 nm-50 nm之间的nanoAg颗粒；利用荧光光谱、吸收光谱、圆二色光谱、共振光散射光谱等光谱学技术以及透射电镜等现代分析测试技术,从分子水平上探讨了nanoAg对CAT的毒性作用模式和剂量-效应关系。NanoAg可导致CAT发生荧光猝灭,且属于动态猝灭；nanoAg能够明显改变CAT分子结构：使CAT分子α-螺旋含量降低,β-折叠含量增加,骨架结构变得松散,共振光散射实验的研究结果表明CAT与nanoAg作用后可以使nanoAg粒子粒径分布更加均匀,并且粒径变小,并且得到了透射电镜实验的进一步证实；CAT结构的改变最终导致了其活性升高。第二节：利用购买的粒径为20nnm左右的nanoAg,使用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、圆二色谱等多种光谱学技术探讨了nanoAg与SOD的作用模式,以及由此导致的SOD的功能变化。NanoAg可导致SOD荧光猝灭,荧光寿命及共振光散射实验证明该过程同时存在动态猝灭和静态猝灭；紫外-可见吸收光谱、同步荧光光谱以及圆二色谱的研究结果证实了nanoAg与SOD作用后,影响了其分子结构,从而使SOD的酶活性略有下降。第二部分：对比两种粒径nanoAg(20nm、60nm)在细胞水平上的毒性。以C57BL/6J系小鼠原代肝细胞为研究对象,通过CCK-8试验为对比研究了nanoAg暴露剂量对原代小鼠肝细胞的活力效应；以原代小鼠肝细胞为研究对象,对其进行体外染毒,测定不同nanoAg剂量下丙二醛(MDA)含量、CAT活性。研究发现nanoAg可以诱发原代小鼠肝细胞产生氧化应激,且粒径小的nanoAg比粒径大的nanoAg毒性更大。本研究表明,nanoAg可以影响氧化应激关键酶(CAT和SOD)的结构及其功能,并且诱导细胞产生氧化应激,显示出一定的分子毒性和细胞毒性,进而影响生物体的正常生理功能,且在细胞水平上粒径小的较粒径大的nanoAg毒性更大。
【关键词】：nanoAg 过氧化氢酶 超氧化物歧化酶 氧化应激 毒性作用机理
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.32;TB383.1
【目录】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 符号说明13-14
• 第一章 绪论14-24
• 1 引言14
• 2 nanoAg的毒性研究进展14-17
• 2.1 nanoAg简介15
• 2.2 nanoAg毒性15-16
• 2.3 nanoAg致毒机理16-17
• 3 研究方法与技术17-22
• 3.1 分子水平研究方法17-20
• 3.1.1 荧光光谱法17-18
• 3.1.2 时间分辨荧光光谱法18-19
• 3.1.3 紫外-可见吸收光谱19-20
• 3.1.4 共振光散射技术20
• 3.1.5 圆二色谱法20
• 3.2 细胞水平研究方法20-21
• 3.2.1 CCK活性细胞检测技术20-21
• 3.2.2 脂质过氧化检测技术21
• 3.3 其他辅助技术手段21-22
• 3.3.1 透射电镜21
• 3.3.2 高倍透射电镜21-22
• 3.3.3 酶活测定技术22
• 4 本论文研究内容与意义22-24
• 4.1 研究内容22-23
• 4.2 研究意义23-24
• 第二章 nanoAg与氧化应激关键酶的相互作用24-49
• 1 引言24-27
• 1.1 过氧化氢酶24
• 1.2 超氧化物歧化酶24-27
• 2 实验部分27-29
• 2.1 实验试剂27
• 2.2 实验仪器27
• 2.3 实验操作步骤27-29
• 3 结果与讨论29-48
• 3.1 nanoAg与过氧化氢酶的相互作用29-39
• 3.1.1 nanoAg的制备29
• 3.1.2 荧光光谱29-33
• 3.1.3 紫外-可见吸收光谱33-34
• 3.1.4 共振光散射光谱34-35
• 3.1.5 nanoAg及CAT-nanoAg体系的TEM表征35-37
• 3.1.6 圆二色光谱37-38
• 3.1.7 nanoAg对CAT活性的影响38-39
• 3.2 nanoAg与超氧化物歧化酶的相互作用39-48
• 3.2.1 荧光光谱39-43
• 3.2.2 紫外-可见吸收光谱43-44
• 3.2.3 共振光散射光谱44-45
• 3.2.4 圆二色光谱45-46
• 3.2.5 nanoAg对SOD活性的影响46-48
• 4 本章小结48-49
• 第三章 两种粒径nanoAg对小鼠肝细胞的作用49-59
• 1 引言49
• 2 实验部分49-54
• 2.1 实验动物及试剂49-50
• 2.2 实验仪器50
• 2.3 nanoAg的表征50-52
• 2.4 实验操作步骤52-54
• 3 结果与讨论54-57
• 3.1 nanoAg对小鼠原代肝脏细胞细胞活力的影响54-55
• 3.2 nanoAg对小鼠原代肝脏细胞CAT活性的影响55-56
• 3.3 nanoAg诱发小鼠原代肝脏细胞脂质过氧化56-57
• 4 本章小结57-59
• 第四章 全文总结与工作展望59-61
• 1 主要结论59-60
• 1.1 分子水平研究nanoAg对氧化应激关键酶结构和功能的影响59
• 1.2 细胞水平对比研究不同粒径nanoAg诱发细胞氧化应激的情况59-60
• 2 工作展望60-61
• 参考文献61-69
• 致谢69-70
• 攻读硕士学位期间的科研情况70-71
• 附件71

【参考文献】

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1 荣志江;过氧化氢酶的电化学研究[D];山西大学;2006年

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本文编号：965503