纳米氧化石墨烯对小鼠肝脏的毒性作用

发布时间：2017-09-28 10:28

  本文关键词：纳米氧化石墨烯对小鼠肝脏的毒性作用

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【摘要】：目的:氧化石墨烯(graphene oxide,GO)是石墨烯经氧化处理后的衍生物,由于具有独特的物理和化学性质,而得到广泛应用。氧化石墨烯可用于药物载体、肿瘤治疗和生物传感器等医学领域,随着石墨烯及其衍生物的研发和应用,将大量进入生态环境中。目前关于GO的生物安全性研究较少,应关注其可能存在的健康风险。本研究采用1次性尾静脉注射纳米氧化石墨烯(nano-GO)的方式进行染毒,观察其对小鼠肝脏各项指标的影响,为其在生物领域的安全应用提供依据。方法:急性毒性实验:将60只ICR小鼠随机分为六组,每组10只,雌雄各半,经尾静脉注射不同剂量的GO悬液,观察小鼠毒性反应及死亡情况,寇氏法计算LD50及95%置信区间。GO对小鼠肝脏的影响实验:将80只ICR小鼠随机分为四组,每组20只,雌雄各半,四组分别为对照(高纯水)组和1/16 LD50、1/8 LD50、1/4 LD50 nano-GO染毒组,采用1次性尾静脉注射方式染毒。分别于注射3d、15 d后,检测肝脏组织ALT、AST和LDH活力,脂质过氧化指标(MDA、SOD、GSH-Px)及Na+-K+-ATP酶和Ca2+-Mg 2+-ATP酶活力的变化,观察小鼠肝脏组织的病理学改变。结果:1.急性毒性实验结果半数致死量的计算方法采用寇氏法,小鼠经尾静脉注射氧化石墨烯悬液的LD50为5.657mg/kg,95%置信区间为(3.745~7.569)mg/kg。2.GO对小鼠肝脏的影响(1)小鼠体重和脏器系数的变化注射3d、15d后,各剂量nano-GO注射组小鼠的体重均无明显差异(P0.05),各剂量nano-GO注射组雌性小鼠的肝脏系数无明显差异(P0.05)。(2)小鼠肝脏ALT、AST、LDH活力的变化注射3 d后,各剂量nano-GO注射组雌性小鼠肝脏ALT活力无明显差异(P0.05),1.40mg/kg nano-GO注射组小鼠肝脏LDH活力降低(P0.05),1.40mg/kg nano-GO注射组雌性小鼠肝和0.70、1.40 mg/kg nano-GO注射组雄性小鼠肝脏AST活力降低(P0.05)。1.40 mg/kg nano-GO注射组雄性小鼠肝脏ALT活力降低(P0.05)。注射15 d后,与对照组比较,1.40mg/kg nano-GO注射组雌性小鼠肝脏ALT活力降低(P0.05),0.70、1.40mg/kg nano-GO注射组小鼠肝脏AST活力和雄性小鼠肝脏ALT活力降低(P0.05),各剂量nano-GO注射组雌性小鼠肝脏LDH活力无明显差异(P0.05),0.70mg/kg nano-GO注射组雄性小鼠肝脏LDH活力降低(P0.05)。(3)小鼠肝脏脂质过氧化指标的变化注射3 d后,各剂量nano-GO注射组雌性小鼠和0.35 mg/kg nano-GO组雄性小鼠肝脏MDA含量升高(P0.05),0.70、1.40 mg/kg nano-GO注射组雄性小鼠肝脏MDA含量降低(P0.05)。0.35、0.70mg/kg nano-GO注射组雌性小鼠肝脏SOD活力降低(P0.05),雄性小鼠肝脏SOD活力升高(P0.05)。各剂量nano-GO注射组小鼠肝脏GSH-Px活力升高(P0.05)。注射15 d后,各剂量nano-GO注射组小鼠肝脏的MDA含量无明显差异(P0.05)。与对照组比较,各剂量nano-GO注射组小鼠肝脏的SOD活力均升高(P0.05),0.70mg/kg、1.40mg/kg nano-GO注射组小鼠肝脏的GSH-Px活力均下降(P0.05)。(4)小鼠肝脏Na+-K+-ATP酶和Ca2+-Mg2+-ATP酶活力的变化注射3 d后,与对照组比较,0.70、1.40mg/kg nano-GO注射组雌性小鼠肝脏Na+-K+-ATP酶活力降低(P0.05),1.40mg/kg nano-GO注射组雌性小鼠肝脏Ca2+-Mg2+-ATP酶活力降低(P0.05),各剂量nano-GO注射组雄性小鼠肝脏Na+-K+-ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶活力均降低(P0.05)。注射15 d后,与对照组比较,各剂量nano-GO注射组小鼠肝脏Na+-K+-ATP酶活力和雄性小鼠肝脏Ca2+-Mg2+-ATP酶活力均升高(P0.05),0.70、1.40mg/kgnano-GO注射组雌性小鼠肝脏Ca2+-Mg2+-ATP酶活力升高(P0.05)。(5)小鼠肝脏组织病理学改变注射3d后,各剂量nano-GO注射小鼠肝脏组织结构完整,肝细胞排列轻度紊乱,普遍存在细胞肿胀,胞质淡染,空而透明,偶见肝细胞核固缩和核片状溶解,未见明显病理改变。注射15d后,1.40mg/kg nano-GO雌性小鼠和0.70、1.40mg/kg nano-GO雄性小鼠肝脏组织结构完整,细胞排列轻度紊乱,细胞轻度肿胀,胞质颜色变浅,偶见肝细胞固缩和核片状溶解组织结构完整,雄性小鼠肝脏可见少量炎性细胞浸润,未见明显病理改变。结论:一次性尾静脉注射nano-GO后,可使小鼠肝脏组织ALT、AST活力降低、干扰LDH活力,影响肝脏组织MDA含量,干扰SOD,GSH-Px,Na+-K+-ATP酶和Ca2+-Mg2+-ATP酶的活力,引起小鼠肝脏组织出现不同程度的细胞肿胀,可对小鼠肝脏产生影响。
【关键词】：纳米颗粒 氧化石墨烯 小鼠肝脏 氧化损伤
【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
【目录】：

• 中文摘要4-7
• Abstract7-12
• 英文缩写12-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 氧化石墨烯的概述13-14
• 1.2 氧化石墨烯在生物领域的应用14-19
• 1.2.1 氧化石墨烯在药物输送、基因输送方面的应用14-16
• 1.2.2 氧化石墨烯在肿瘤治疗方面的应用16-17
• 1.2.3 氧化石墨烯在生物检测方面的应用17-18
• 1.2.4 氧化石墨烯在生物成像方面的应用18-19
• 1.3 氧化石墨烯生物安全性研究19-23
• 1.3.1 氧化石墨烯体外生物安全性的研究19-21
• 1.3.2 氧化石墨烯体内生物安全性的研究21-23
• 第二章 材料与方法23-30
• 2.1 主要仪器23
• 2.2 主要试剂23-24
• 2.3 纳米氧化石墨烯悬液的制备及表征方法24
• 2.4 动物分组及处理方法24-25
• 2.4.1 急性毒性实验24
• 2.4.2 GO对小鼠肝脏的毒性实验24-25
• 2.5 测定指标25-29
• 2.5.1 小鼠肝脏脏器系数测定25
• 2.5.2 制备肝脏组织匀浆上清25
• 2.5.3 小鼠肝脏组织蛋白含量的测定：25
• 2.5.4 小鼠肝脏组织谷丙转氨酶（ALT /GPT）和谷草转氨酶（AST/GOT）活力的测定25-26
• 2.5.5 小鼠肝脏组织乳酸脱氢酶（LDH）活力的测定26-27
• 2.5.6 小鼠肝脏组织脂质过氧化指标的测定27-28
• 2.5.7 小鼠肝脏组织ATP酶活力的测定28-29
• 2.5.8 小鼠肝脏组织病理学检查29
• 2.6 统计学方法29-30
• 第三章 结果30-45
• 3.1 GO表征30
• 3.2 急性毒性实验30-31
• 3.2.1 一般情况30
• 3.2.2 LD50测定结果30-31
• 3.3 GO对小鼠肝脏的影响31-45
• 3.3.1 一般情况31
• 3.3.2 小鼠体重和肝脏脏器系数的测定结果31-32
• 3.3.3 小鼠肝脏ALT、AST、LDH活力的测定结果32-36
• 3.3.4 小鼠肝脏脂质过氧化指标的测定结果36-40
• 3.3.5 小鼠肝脏ATP酶活力的测定结果40-41
• 3.3.6 小鼠肝脏组织病理学改变41-45
• 第四章 讨论45-51
• 4.1 nano-GO对小鼠体重和肝脏脏器系数的影响46
• 4.2 nano-GO对小鼠肝脏ALT、AST、LDH活力的影响46-47
• 4.3 nano-GO对小鼠肝脏脂质过氧化指标的影响47-49
• 4.4 nano-GO对小鼠肝脏ATP酶活力的影响49-50
• 4.5 nano-GO对小鼠肝脏组织病理的影响50-51
• 第五章 结论51-52
• 参考文献52-58
• 在学期间所取得的科研成果58-59
• 致谢59

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本文编号：935344