纳米氧化石墨烯对小鼠心肌的毒性作用

发布时间：2017-04-09 08:09

  本文关键词：纳米氧化石墨烯对小鼠心肌的毒性作用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目的:氧化石墨烯是一种近年来新兴的纳米材料,既传承了石墨烯的优良光热特性等,也因自身内部含有大量的含氧基团和活性位点,有较好的水溶性,且易与众多功能基团连接,使其具有良好的生物相容性。目前,氧化石墨烯已被广泛应用于光电化能源领域、催化领域及生物领域。在生物领域中,氧化石墨烯在光热疗法、药物运载、生物检测等多个方面有广泛应用。随着对氧化石墨烯应用研究的突飞猛进,对于氧化石墨烯的生物安全性的研究却仍相对较少。本研究采取一次性尾静脉注射纳米氧化石墨烯,观察其对小鼠心肌病理和生化功能的影响,为纳米氧化石墨烯的生物领域安全应用提供依据。方法:选取ICR小鼠,每组10只,雌、雄各半,注射剂量为16、8、4、2、1、0 mg/kg的GO溶液,并根据改良寇氏法计算半数致死剂量(LD50)。选取ICR小鼠,雌、雄各半,共80只,体重(18±2)g,随机分为4组,每组20只。分为对照组(蒸馏水),低剂量组(0.35 mg/kg,1/16 LD50)、中剂量组(0.7 mg/kg,1/8 LD50)、高剂量组(1.4 mg/kg,1/4 LD50),进行一次性尾静脉注射,注射量为10 ml/kg,注射速度为0.02-0.03 ml/s。并于注射后3 d和15 d,脱臼处死小鼠,取心脏,做切片,观察病理改变;匀浆,测定AST、LDH、Na+,K+-ATP酶、Ca2+,Mg2+-ATP酶等心肌酶和MDA、SOD、GSH-Px、T-AOC等抗氧化指标。结果:1急性毒性结果通过急性染毒得GO的LD50为5.657 mg/kg,在注射剂量16 mg小鼠心肌血管中可看到棕褐色颗粒物质。2体重及行为变化高剂量GO组在注射后5 min左右出现震颤和步态不稳,偶有原地翻转,需长时间恢复正常状态。中剂量GO组在注射后10-20 min出现步态不稳,反应迟缓,需较长时间恢复正常状态。低剂量GO组在注射后出现反应迟缓,需较短时间恢复正常状态。对照组在注射后并无异常。3 d,15 d各组间体重无统计学意义(P0.05)。在3 d时,雌、雄中、高剂量组脏器系数明显低于对照组(P0.05)。3脂质过氧化结果注射后3 d,MDA含量在雌、雄中各剂量GO组中明显高于对照组(P0.05),且在雌性中呈现剂量效应关系;注射后15 d,雌、雄中、高剂GO量组明显高于对照组(P0.05)。注射后3 d,T-SOD活性在雌、雄各剂量GO组明显高于对照组(P0.05),注射后15 d,雄性各剂量GO组间有统计学意义(P0.05),雌性各组逐渐升高(P0.05),呈现剂量效应关系。注射后3 d及15 d,GSH-Px活性在雌、雄各剂量GO组均明显高于对照组(P0.05),雄性高剂量GO组活性低于低、中剂量GO组(P0.05)。注射后3 d,雌性各组间T-AOC活性无统计学意义(P0.05),雄性高剂量GO组低于其他组(P0.05)。注射后15 d,雄性中、高剂量GO组T-AOC活力明显低于对照、低剂量组(P0.05),雌性各剂量GO组T-AOC活力低于对照组(P0.05)。4心肌酶作用结果注射后3 d,雌、雄各组间AST活性无统计学意义(P0.05),注射后15 d,雌、雄各剂量GO组明显低于对照组(P0.05),雄性高剂量GO组明显低于中、低剂量GO组,雌性高剂GO量组明显低于低剂量GO组(P0.05)。注射3 d,雄性各剂量GO组LDH活性明显低于对照组(P0.05),雌性高剂量GO组明显低于对照组和低剂量GO组;注射后15 d,雄性高剂量GO组显著低于中、低剂量GO组(P0.05),雌性中、高剂GO量组明显低于对照、低剂量GO组(P0.05)。注射后3 d,Na+,K+-ATP酶活性雄性各剂量GO组均明显低于对照组(P0.05),雌性中、高剂量组明显高于低剂量GO组和对照组(P0.05);注射后15d,雌、雄各剂量GO组均低于对照组(P0.05),雄性高剂量GO组低于中、低剂量GO组(P0.05)。注射后3 d,雄性中、高剂量GO组Ca2+,Mg2+-ATP酶活性明显高于低剂GO量组和对照组(P0.05),雌性各剂量GO组明显高于对照组(P0.05),高剂量GO组高于中、低剂量GO组(P0.05);15 d时,雌、雄各剂量GO组明显低于对照组(P0.05),雄性显示剂量-效应关系,雌性高剂量组明显低于低剂量组(P0.05)5病理学检查结果、在注射后3 d及15 d,雌、雄各组间均未见到有心肌病理性变化,心肌组织中也未见纳米粒子。结论:经尾静脉注射的LD50为5.657 mg/kg。未经修饰的纳米氧化石墨烯颗粒的一次性尾静脉注射,可影响小鼠心肌MDA含量,并干扰SOD、GSH-Px、T-AOC等抗氧化系统和AST、LDH、Na+,K+-ATP酶、Ca2+,Mg2+-ATP酶等心肌酶的作用。
【关键词】：氧化石墨烯 氧化损伤 心肌 心肌酶
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R114;TB383.1
【目录】：

• 中文摘要4-7
• Abstract7-13
• 英文缩写13-14
• 第1章 绪论14-26
• 1.1 碳纳米材料概述14-17
• 1.1.1 碳纳米材料14-15
• 1.1.2 碳纳米材料应用15-16
• 1.1.3 碳纳米材料毒性16-17
• 1.2 石墨烯及纳米氧化石墨烯概述17-18
• 1.3 纳米氧化石墨烯特性18-19
• 1.4 石墨烯及纳米氧化石墨烯的应用19-22
• 1.4.1 电化学19
• 1.4.2 催化领域19-20
• 1.4.3 生物领域20-22
• 1.5 氧化石墨烯生物安全性的研究现状22-26
• 1.5.1 氧化石墨烯毒性的体外研究22-24
• 1.5.2 氧化石墨烯体内毒性24-26
• 第2章 材料与方法26-33
• 2.1 主要仪器26
• 2.2 主要试剂26-27
• 2.3 纳米氧化石墨烯制备及注射液配置27
• 2.4 实验动物选择、分组及处理27
• 2.5 实验方法27-32
• 2.5.1 GO对小鼠的急性毒性27-28
• 2.5.2 小鼠心肌内酶活性检测及病理观察28-32
• 2.6 资料学处理32-33
• 第3章 结果33-47
• 3.1 GO颗粒表征33
• 3.2 急性毒性实验结果33-36
• 3.3 纳米氧化石墨烯对心肌的影响36-47
• 3.3.1 注射后小鼠一般状态36-37
• 3.3.2 各组小鼠体重变化测定结果37
• 3.3.3 各组小鼠脏器系数测定结果37-38
• 3.3.4 小鼠心肌脂质过氧化作用结果38-41
• 3.3.5 小鼠心肌酶的变化41-43
• 3.3.6 病理组织学变化43-47
• 第4章 讨论47-53
• 4.1 氧化石墨烯的急性毒性47
• 4.2 氧化石墨烯对小鼠心肌的影响47-53
• 4.2.1 氧化石墨烯对小鼠脏器系数及体重的影响47-48
• 4.2.2 氧化石墨烯对小鼠心肌氧化损伤作用48-50
• 4.2.3 氧化石墨烯对小鼠心肌酶作用影响50-51
• 4.2.4 氧化石墨烯对小鼠心肌病理学变化51-53
• 第5章 结论53-54
• 参考文献54-65
• 作者简介及在读期间科研成果65-66
• 致谢66

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