纳米氧化锌与营养物质的相互作用及其对纳米颗粒细胞毒性的影响

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1、湘潭大学硕士学位论文学校代码10530学号201510141371分类号O65密级公开硕士学位论文纳米氧化锌与营养物质的相互作用及其对纳米颗粒细胞毒性的影响学位申请人龚宇指导教师李娟讲师曹毅讲师学院名称化学学院学科专业化学研究方向化学生物学二零一八年五月湘潭大学硕士学位论文TheInteractionsbetweenZnONanoparticles（NPs）andNutrientsInfluencetheToxicityofZnONPsoncellsCandidateYuGongSupervisorProf.JuanLiProf.YiCaoCollegeCollegeof

2、ChemmistryProgramChemistrySpecializationChemicalBiologyDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversityDateMay，2018湘潭大学硕士学位论文湘潭大学硕士学位论文摘要纳米氧化锌（Zincoxidenanoparticles,ZnONPs）因其优良的物理化学性质已被广泛应用于食品、化妆品、医学等诸多领域。ZnONPs可通过吸入、皮肤渗透或口服的途径进入人体，在肺泡和消化道中沉积或进入血液循环系统转运至各个器官。因此，为了确保ZnONPs的安全使用，评估其对人体健康的

3、潜在影响至关重要。然而，到目前为止大多数研究还仅局限于单一纳米颗粒暴露的毒性研究，没有考虑其进入人体后与营养物质的相互作用。本研究探讨了ZnONPs与营养物质的相互作用及其对纳米颗粒细胞毒性的影响，旨在为ZnONPs的安全使用提供理论依据。本论文的主要研究内容如下：1.采用扫描电子显微镜（SEM）和马尔文电位粒度仪对ZnONPs（NM110）的形貌、水合粒径及电位进行表征。之后选取人脐静脉内皮细胞细胞（HUVECs）作为模型，对细胞毒性、氧化应激和炎症反应相关指标进行分析。研究结果表明：ZnONPs的存在对于棕榈酸钠（sodiumpalmitate,PA）或脂多糖（lip

4、opolysaccharide,LPS）诱导的细胞毒性没有显著影响。此外，ZnONPs与PA/LPS联合作用细胞后与ZnONPs单独作用细胞相比没有显著改变细胞内锌离子含量。结论：在体外诱导HUVECs细胞毒性时，ZnONPs与PA/LPS之间不存在相互作用。2.通过X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、透射电子显微镜（TEM）对两种ZnONPs进行了表征。采用动态光散射（DLS）、紫外-可见（UV-Vis）吸收光谱、火焰原子吸收（AAS）等技术手段探讨了ZnONPs与PA之间的相互作用。之后选取人结肠腺癌细胞（Caco-2细胞）作为模型，对细胞毒性、氧化应激和炎症反应等生物学

5、指标进行了分析。表征部分结果显示PA显著改变了两种不同尺寸的ZnONPs的紫外-可见吸收光谱、水合粒径以及Zeta电位，表明PA与ZnONPs之间在物理化学性质上存在相互作用。AAS结果显示该相互作用降低了ZnONPs在水和细胞培养液中的溶解度。此外，ZnONPs与PA联合暴露Caco-2细胞后，对所测生物学指标均没有显著影响，经ANOVA分析发现PA与ZnONPs在生物学效应上不存在相互作用。结论：PA作为饱和脂肪酸改变了ZnONPs的胶体稳定性，但不影响ZnONPs对Caco-2细胞的毒性。3.采用原子力显微镜（AFM）观察ZnONPs表面吸附牛血清蛋白（bovine

6、serumalbumin,BSA）或棕榈酸（palmitate,PA）-BSA复合物后的形貌变化。通过动态光散射（DLS）技术对纳米颗粒胶体性质进行分析。之后选取THP-1巨噬细胞作为模型，检测了ZnONPs±BSA/PA-BSA暴露后引起的细胞毒性、氧化应激、炎症反应、细胞内锌离子含量以及内质网应激和凋亡相关基因的表达情况。I湘潭大学硕士学位论文研究结果表明：BSA及PA-BSA预孵育后均显著增加了ZnONPs的AFM尺寸，但对ZnONPs胶体性质的影响，PA-BSA预孵育后更加明显。BSA预孵育后降低了ZnONPs诱导的细胞毒性、超微结构变化。BSA或PA-BSA预孵

7、育后改变了ZnONPs所导致的锌离子和ROS生成的趋势。与BSA预孵育的ZnONPs相比，PA-BSA复合物预孵育的ZnONPs暴露后，内质网应激标志基因DDIT3和凋亡基因CASP12的表达量较高。结论：BSA预孵对ZnONPs诱导的THP-1巨噬细胞毒性的缓解效果相比PA-BSA预孵育后的效果更加明显。关键词：纳米氧化锌；细胞毒性；相互作用；棕榈酸钠；脂多糖；牛血清蛋白II湘潭大学硕士学位论文AbstractZincoxidenanoparticles(ZnONPs)havebeenwidelyusedinfood,cos