重金属导致细胞损伤的研究

发布时间：2017-06-26 02:22

  本文关键词：重金属导致细胞损伤的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济不断发展,食品安全、环境问题也在不断浮现,重金属超标问题无时无刻不在影响人们的身体健康,越来越引起人们的重视。重金属常来自于污染的水、土壤、大气。当重金属进入体内后,重金属可能与细胞中某些蛋白质或者酶发生反应,造成其活性丧失,还可能损伤DNA,影响细胞复制,造成DNA突变,还会累积在体内某些器官中,造成慢性中毒,严重损害身体健康。本研究以探究重金属对细胞损伤为出发点,首先对样品前处理进行了优化,确定了最佳酸体系和酸比例,还对石墨炉程序升温进行优化,得到了最佳灰化和原子化温度,然后运用高分辨率连续光源石墨炉原子吸收光谱法分别测定了经过不同浓度镉、铅、镍和铜处理的培养基培养的细胞对四种重金属的吸收作用,选取了酶标仪测量吸光值方法测定细胞在含有不同浓度重金属的培养基中的存活率。结果表明,四种重金属中,Cd处理的细胞存活率在81.8-100%之间,Pb处理的细胞存活率在66.4-100%之间,Ni处理的细胞存活率在89.5-100%之间,Cu处理的细胞存活率在47.2-100%之间,其中细胞在Pb和Cu中存活率变化趋势要明显于Cd和Ni。随着重金属浓度不断增多,细胞存活率在下降,其中Pb和Cu的存活率随浓度增加有明显下降,Cd和Ni下降不明显,说明细胞对Cd和Ni的耐受性要强于Pb和Cu,可能与细胞中谷胱甘肽等蛋白质表达有关,这些蛋白与重金属Cd和Ni结合作用强于Pb和Cu,避免了重金属损伤DNA、抑制细胞增殖,从而减弱了细胞凋亡。细胞对Cd的吸收率为20.0-76.0%,对Pb的吸收率为1.0-20.7%,对Ni的吸收率为64.5-87.6%,对Cu的吸收率为2.9-11.5%。细胞对Ni和Cd吸收较明显,对Pb和Cu吸收作用较低,可见细胞对重金属有选择性吸收。细胞对Cd的吸收率呈逐渐上升的趋势,当Cd浓度超过10μg/L时,细胞对Cd吸收率明显升高,在25μg/L时达到峰值,吸收率达到76.0%,且随着浓度升高吸收率不再上升,受重金属浓度升高影响很小,这可能与钙离子通道蛋白结构改变有关,使得更多的Cd无法进入细胞。细胞对Pb的吸收率呈逐渐上升又逐渐下降的趋势,当Pb浓度在300μg/L时吸收率达到最大值20.7%,随后随着浓度升高逐渐递减至2.9%,这可能与酶蛋白或金属结合蛋白上的二价金属离子结合位点改变有关。细胞对Ni的吸收率呈逐渐升高随后略微降低的趋势,在500μg/L时吸收率达到最大值87.6%,随后吸收率略微降低,受重金属浓度增加的影响不大,这可能与细胞Ca2+协同转运、二价阳离子载体运输有关。细胞对Cu的吸收率呈逐渐增高又逐渐降低的趋势,在3000μg/L时吸收率达到最大值11.5%,随后逐渐降低至8.8%,可能与Cu作用的靶点线粒体的自我保护有关。虽然细胞对Cd和Ni的吸收率较高,但是细胞对Cd和Ni的耐受性却要强于Pb和Cu,导致的细胞凋亡作用弱于Pb和Cu,这可能由于Cd和Ni通过离子泵或者蛋白结合后进入细胞形成金属离子-蛋白复合物导致毒性下降有着一定联系。本研究为重金属导致细胞损伤程度检测提供了丰富的实验数据,采用的湿法消解作为细胞与培养基样品前处理方法为细胞重金属含量检测提供了可靠的前处理方法,运用高分辨率连续光源石墨炉原子吸收光谱法为细胞中重金属含量检测提供了可靠的检测方法,并探讨了细胞对不同重金属的吸收率及受影响的情况,对于研究重金属的健康危害具有重要意义。
【关键词】：重金属 细胞损伤 原子吸收光谱法 定量检测
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R114
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-28
• 1.1 研究背景10
• 1.2 重金属对人体的危害10-11
• 1.3 重金属导致细胞损伤机制11-28
• 1.3.1 镉对细胞的损伤机理12-17
• 1.3.2 铅对细胞的损伤机理17-19
• 1.3.3 镍对细胞的损伤机理19-24
• 1.3.4 铜对细胞的损伤机理24-28
• 第2章 含重金属培养基与细胞消解方法研究28-36
• 2.1 引言28
• 2.2 仪器与试剂28-29
• 2.2.1 仪器28-29
• 2.2.2 试剂29
• 2.3 样品消解方法29-31
• 2.3.1 湿法消解酸体系的优化29-30
• 2.3.2 湿法消解酸比例的优化30-31
• 2.3.3 湿法消解程序升温的优化31
• 2.4 结果与讨论31-34
• 2.5 本章小结34-36
• 第3章 石墨炉原子吸收光谱法测定细胞中的重金属36-54
• 3.1 引言36
• 3.2 原子吸收光谱法36-40
• 3.2.1 高分辨率连续光源原子吸收光谱法36-39
• 3.2.2 原子吸收光谱仪定量分析方法和分析参数39-40
• 3.3 主要仪器和试剂40-42
• 3.3.1 仪器40-41
• 3.3.2 试剂41
• 3.3.3 实验所需溶液的配制41-42
• 3.4 实验方法42-44
• 3.4.1 细胞传代培养42
• 3.4.2 细胞存活率的测定42-43
• 3.4.3 原子吸收测定条件43
• 3.4.4 细胞与培养基的消解43-44
• 3.5 结果与讨论44-53
• 3.5.1 基体改进剂的选择44
• 3.5.2 仪器工作条件的选择44-46
• 3.5.3 标准曲线的绘制46-47
• 3.5.4 灵敏度和准确性47-48
• 3.5.5 样品的测定48-53
• 3.6 本章小结53-54
• 结论54-56
• 参考文献56-64
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文64-66
• 致谢66

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