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1、纳米材料的生物毒性细胞吸收纳米颗粒的途径几种纳米材料的生物毒性展望郭心雨，物10新能源2012.03.16纳米材料的性质优越的磁性良好的导电性较高的反应活性独特的光学性质细胞吸收纳米颗粒的途径几种纳米材料的生物毒性碳纳米材料单壁纳米碳管(SWCNTs)、多壁纳米碳管(MWCNTs)、富勒烯(C60)、炭黑等金属及氧化物纳米材料氧化物纳米材料(如纳米ZnO,TiO2,SiO2等)、零价纳米金属材料(如纳米铁,银,金等)和纳米金属盐类(如纳米硅酸盐,陶瓷等)量子点（CdSe,CdTe）C60C60对细胞、微生物、水生生物、陆生动物等具有毒性效应,但
2、也有相反的研究结果。C60能进入人类巨噬细胞的细胞质、溶酶体和细胞核;分子动态模拟研究表明,液体中C60极易与DNA中的核苷稳定结合并使DNA变性而可能丧失功能;C60粉体本身一般不具有抑菌作用,但其稳定悬浮液(一般以团聚体nC60形式存在)会产生毒性效应。C60生物毒性机理很多研究者认为,C60的毒性在于其能产生ROS而损伤机体组织,尤其是C60具有脂溶性,容易与生物体的脂肪组分结合,导致脂质过氧化,增加细胞膜的通透性但也有研究指出,C60并未产生ROS,其本身可以充当一种氧化剂对有机体产生氧化压力并造成损伤,如蛋白质氧化、细胞膜通透性和细胞
3、呼吸变化等CNTsMWCNTs能显著抑制人类肿瘤细胞的分裂生长，但其毒性性质远低于碳纳米纤维和炭黑MWCNTs能够进入水生单细胞真核动物贻贝棘尾虫的线粒体，损害细胞膜、线粒体、细胞核SWCNTs能对巨噬细胞产生毒性效应，抑制其噬菌作用CNTs的生物毒性机理有学者认为，CNTS的毒性来自其产生的ROS，但缺乏直接的证据Koyama等认为CNTs的毒性主要来自其所含的杂质，包括不定形碳和金属催化剂等Muller等认为CNTs的表面结构缺陷是其具有急性毒性和基因毒性的主要原因Thecytotoxicityofcarbonnanomaterialsin
4、alveolarmacrophagesshowsananostructural-dependentfeature.Thecytotoxicitydecreasesonthebasisofmass:SWNTs>MWNT10>C60.MWNT10:diameterrangefrom10to20nm.Reproducedwithpermissionfromreference金属及氧化物纳米材料金属及氧化物纳米材料一般都具有细胞毒性，毒性大小决定于纳米材料的浓度、形状、表面电荷性质等将纳米材料分为轻微溶解和不溶解两类，指出可溶性纳米材料的毒性主要是由于
5、溶解产生的金属离子，而不溶性纳米材料的细胞毒性则可能是由于产生ROS。在研究金属及氧化物纳米材料的生物毒性机理时，受试生物的选择非常重要，若受试生物对溶解出的金属离子非常敏感，纳米材料本身毒性往往会被其所产生的金属离子的毒性掩盖CellularuptakeofAuNRsbyMCF-7cellsTransmissionelectronmicroscope(TEM)imagesofCTAB-coatedAuNRswithdifferentaspectratios:A)CTAB-1,B)CTAB-2,C)CTAB-3,andD)CTAB-4.E)sh
6、owstheshape-andsurface-coating-dependentcellularuptakeofAuNRscoatedbyCTAB.F)TEMimagesshowingtheprocessofcellularuptake.TheAuNRsformaggregates,enterintovesiclesinthisform,andgetintolysosome.Reproducedwithpermissionfromreference[21].Copyright2010,ElsevierLtd.量子点量子点具有独特的光学、电学、磁
7、学性质和生物相容性等，应经大量应用于医学成像，太阳能电池，光子学和长途通信等领域粒径小于5nm的量子点（CdSe,CdSe/ZnS）能够直接进入大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的细胞内，并产生毒性效应；大肠杆菌能够把量子点重新排除体外，而枯草芽孢杆菌则不能量子点的生物毒性机理也存在对其溶解产生金属离子是否是主要制度因子的争议。另外，这些量子点能够进入细胞，并产生与其在在溶液中不一样的毒性效应总结纳米材料的生物毒性机理ROS的产生对生物体的毒害作用是迄今最为普遍接受的一种纳米材料致毒机制。ROS可增加氧化压力，导致脂质过氧化、破坏细胞膜，一些机油氧化性的纳
8、米材料，接触细胞膜后会直接增加细胞的氧化压力，导致毒性。另一些纳米材料可以通过细胞内陷、膜通效应道及细胞吞噬作用等进入细胞内部，或通过细胞膜破坏进入细
