纳米ZnO生物效应的研究进展【文献综述】

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1、毕业论文文献综述生物技术纳米ZnO生物效应的研究进展摘要：随着纳米技术的迅猛发展，纳米材料越来越广泛地应用于社会科技生活的各个领域，在给人们生活带来便利的同时，纳米毒性也日益受到越来越广泛的关注。然而目前纳米毒性关注的焦点多集中在碳纳米管等早先发现的纳米材料上，却对纳米ZnO这一取得方便、制备容易、应用广泛、的纳米材料关注不足。本文从细胞水平和在体水平综述了纳米ZnO毒性研究进展，阐述了纳米ZnO：对人体及其它生物潜在的生物效应，并提出对纳米ZnO进行安全性评估的必要性。关键词:纳米技术；纳米材料；纳米ZnO；生物效

2、应1概述纳米材料是指几何尺寸达到纳米级水平且具有特殊性能的材料。当物质小到1～100nm(10-9~10-7m)时，由于量子效应、局域性及巨大的表面与界面效应，使物质的一些性质、性能发生了质变，原子、分子水平上制造的纳米材料和器件在化学、材料、生物、医学等领域有着广泛的应用，引发了一场“新的工业革命”[1]。随着纳米材料的广泛运用潜在的负面影响也已引起人们的广泛关注。2003~2004年，Science等先后发表文章讨论纳米材料与生物环境相互作用可能产生的生物效应问题[2]。美国化学会以及欧洲许多学术杂志也纷纷对纳米

3、生物环境效应问题进行调研。该报告建议英国政府成立专门研究纳米生物环境效应与安全性的研究中心[3]。2004年，欧共体在布鲁塞尔公布了“欧洲纳米战略”，把研究纳米生物环境健康效应问题列在欧洲纳米发展战略的第三位。同时，欧洲宣布启动“NanosafetIntegrairngProjects”计划，全面开展纳米生物效应与安全性的研究[2]。2001年，中国科学院高能物理研究所提出“开展纳米生物效应、毒性与安全性研究”[3]，2004年对原有的纳米生物、稀土金属与重金属毒理和有机卤素的生物效应与毒理学研究组进行整合，成立了“

4、纳米生物效应实验室”，与国内外有关研究组织合作，系统开展纳米物质生物效应的研究，已获得了一批研究成果[3]。目前，国内研究重点是纳米物质整体生物学效应以及对生理功能的影响、纳米物质的细胞生物学效应及其机制以及大气纳米颗粒对人体作用和影响等领域的研究。2纳米氧化锌简介纳米氧化锌是粒径介于1～100nm的微粒。由于颗粒尺寸的细微化，比表面积急剧增加，使得纳米氧化锌产生了其传统氧化锌块体材料所不具有的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应，因而纳米氧化锌在磁、光、电、热、敏感等方面有一般氧化锌产品无法比拟的特殊性能，具有一

5、系列优异的物理、化学性能，在精细陶瓷、紫外线屏蔽、压电材料、光电材料、高效催化材料、磁性材料等方面具有广阔的应用开发前景[4~5]。纳米ZnO已广泛应用于各个领域，有可能通过不同的途径进入人体，如在生产和使用过程中直接进人人体，通过食物链、环境进入人体[6]。3纳米氧化锌的生物效应3.1纳米氧化锌对肺组织的伤害作用临床实验研究发现7～100nm的粉粒在人体呼吸系统内有很高的沉积率；粉粒越小、越难以被巨噬细胞清除，而容易向肺组织以外的组织器官转运，超细粉粒可穿过血脑屏障[7]。王琳等[8]研究了纳米氧化锌对体外培养的人

6、肺腺癌细胞A549的生物学效应．使用0mmol／L、0．1mmol／L、0．5mmol／L、1mmol／L、5mmol／L、l0mmol／L的纳米ZnO处理体外培养的人肺腺癌A549细胞，细胞实验结果表明，纳米znO颗粒对A549细胞的生长活性具有明显的抑制作用，存在剂量-效应关系．纳米氧化锌诱导人肺腺癌A549细胞产生活性氧，引发细胞凋亡，并产生细胞毒性。袁金华等[9]在研究化妆品添加剂——氧化锌纳米粒子对正常人胚肺成纤维细胞(HELF)的生物毒性的试验中发现在测试的2．5～150mg/L浓度范围内，氧化锌纳米粒子

7、对HELF细胞均有抑制作用，细胞毒性呈明显的剂量依赖效应关系。浓度在20mg/L以上时，氧化锌纳米粒子可致使细胞生存率低于10％。荧光显微镜可见典型的细胞凋亡改变。扫描电子显微镜观察到HELF细胞表面与高浓度纳米粒子作用后产生的纳米级孔。纳米氧化锌粒子由于小尺寸效应和Zn2+自身毒性的协同作用，高浓度时抑制细胞结活性，致使细胞死亡。3.2纳米氧化锌对其他器官的影响纳米能损伤心脏、肝脏和肾脏。郭利利等[10]在研究纳米ZnO对雄性小鼠的体内作用及对生殖系统的影响时发现纳米ZnO对小鼠的肝、肾和心功能有影响，并影响活精子

8、率和精子畸形率；在500mg／kg纳米ZnO对小鼠的肝、肾和心功能有明显影响，影响小鼠精子数量和质量，诱导睾丸生精细胞的凋亡。吴诚等[11]测定纳米氧化锌对小白鼠的急性毒力高剂量纳米氧化锌可对小鼠的肾脏、小肠、肺脏和肝脏等组织器官造成广泛性损伤，并引起严重的瘀血、出血、细胞变性坏死、大量细胞核固缩碎裂等病理变化。有文献报道与纳米SiO、TiO等