納米zno對斑馬魚肝和鰓組織結(jié)構(gòu)的影響【畢業(yè)設計】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設計</b></p><p><b>　　（20_ _屆）</b></p><p>　　納米ZnO對斑馬魚肝和鰓組織結(jié)構(gòu)的影響</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級

2、 生物技術 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　目錄</b&g

3、t;</p><p>　　摘要（Abstract）</p><p><b>　　1引言3</b></p><p><b>　　1.1 概述3</b></p><p>　　1.2 納米氧化鋅簡介3</p><p>　　1.3 研究現(xiàn)狀3</p><p

4、>　　1.4 研究目的4</p><p>　　2 材料和方法..............................................................................................................................3</p><p>　　2.1 試驗材料4</p>&l

5、t;p>　　2.1.1 試驗動物4</p><p>　　2.1.1 試劑和儀器4</p><p>　　2.2 慢性毒性試驗錯誤!未定義書簽。</p><p>　　2.2.1 染毒條件錯誤!未定義書簽。</p><p>　　2.2.2 樣品制備錯誤!未定義書簽。</p><p><b>　　3結(jié)

6、果5</b></p><p>　　3.1 行為觀察5</p><p>　　3.2 對照組魚的鰓結(jié)構(gòu)5</p><p>　　3.3 處理組魚的鰓結(jié)構(gòu)變化4</p><p>　　3.4 肝結(jié)構(gòu)變化5</p><p><b>　　4討論6</b></p><p

7、>　　4.1 納米氧化鋅斑馬魚鰓結(jié)構(gòu)的影響6</p><p>　　4.2 納米氧化鋅斑馬魚肝結(jié)構(gòu)的影響8</p><p>　　4.3納米氧化鋅對斑馬魚的毒性機理7</p><p><b>　　5總結(jié)9</b></p><p><b>　　致謝9</b></p><

8、p><b>　　參考文獻10</b></p><p><b>　　附錄11</b></p><p>　　摘要: 采用濃度為0、1.00、5.60、11.20mg·L-1的納米ZnO懸浮液對斑馬魚(Brachydanio rerio)進行30d的暴露實驗，研究了納米ZnO對斑馬魚鰓、肝結(jié)構(gòu)的影響。H-E染色顯示：在1.00mg&

9、#183;L-1的納米ZnO懸浮液暴露下，受試魚未發(fā)現(xiàn)有受到毒性作用；在5.60mg·L-1的納米ZnO懸浮液暴露下，受試魚的鰓受到損傷，受試魚還發(fā)生鰓絲上皮增厚、鰓小片上皮隆起現(xiàn)象，在11.20 mg·L-1鰓小片明顯的出現(xiàn)水腫，此外，較高濃度的納米ZnO懸浮液暴露會造成斑馬魚的肝組織損傷，5.60mg·L-1的納米ZnO懸浮液暴露下，受試魚的肝細胞發(fā)生腫大，胞質(zhì)產(chǎn)生空泡，肝細胞變得不規(guī)則，細胞核萎縮變形

10、和偏離細胞中心，11.20mg·L-1的納米ZnO懸浮液暴露下部分肝細胞空泡化程度加重，發(fā)生核溶解或細胞溶解，造成局部肝組織壞死。表明水環(huán)境中納米ZnO懸浮液濃度達到1.00 mg·L-1未發(fā)現(xiàn)對斑馬魚的鰓、肝產(chǎn)生毒性作用；而納米ZnO懸浮液濃度達到5.60和11.20 mg·L-1時，受試魚的鰓、肝將受到較嚴重的損傷；伴隨納米ZnO懸浮液濃度的升高，魚的鰓、肝損傷加重。</p><p&

11、gt;　　關鍵詞: 納米氧化鋅；斑馬魚；肝；鰓；生物毒性</p><p>　　ABSTRACT: In this study,Brachydanio rerio was exposed to three concentrations of nZnO (0, 1.0 and 5.60 mg·L-1) for 30 days, and the histopathological effects of nZn

12、O on B．rerio gill and liver were examined under light microscope. The results showed that at 1.0 mg·L-1of nZnO, there have not found any effect on B．rerio. But at 5.6 mg·L-1 of nZnO, the most common changes of

13、B．rerio gill were epithelial hypertrophy, beside at 11.20 mg·L-1 of nZnO gill lamellae obvious edema. The thickening of filame</p><p>　　KEYWORDS: nZnO; Brachydanio rerio; gill; Liver; toxic efect.&l

14、t;/p><p><b>　　1引言</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　納米材料是指粒子尺度為納米級水平且具有特殊性能的材料。當物質(zhì)尺度為1～100nm (10-9~10-7 m) 時，由于量子效應、巨大的表面與界面效應等效應，使物質(zhì)的一些性質(zhì)、性能發(fā)生了質(zhì)變，產(chǎn)生了宏觀物質(zhì)所不具備

15、的特殊性。因為其特殊性，納米粒子在化學、材料、生物、醫(yī)學等領域有著廣泛的應用，引發(fā)了一場“新的工業(yè)革命”[1]。 隨著納米材料的廣泛運用潛在的負面影響也已引起人們的廣泛關注。2003~2004年，Science等先后發(fā)表文章討論納米材料與生物環(huán)境相互作用可能產(chǎn)生的生物效應問題[2]。美國化學會以及歐洲許多學術雜志也紛紛對納米生物環(huán)境效應問題進行調(diào)研。該報告建議英國政府成立專門研究納米生物環(huán)境效應與安全性的研究中心[3]。2004年，歐共

16、體在布魯塞爾公布了“歐洲納米戰(zhàn)略”，把研究納米生物環(huán)境健康效應問題列在歐洲納米發(fā)展戰(zhàn)略的第三位。同時，歐洲宣布啟動“Nanosafet Integrairng Projects”計劃，全面開展納米生物效應與安全性的研究[2]。</p><p>　　2001年，中國科學院高能物理研究所提出“開展納米生物效應、毒性與安全性研究”，2004年對原有的納米生物、稀土金屬與重金屬毒理和有機鹵素的生物效應與毒理學研究組進行整

17、合，成立了“納米生物效應實驗室”，與國內(nèi)外有關研究組織合作，系統(tǒng)開展納米物質(zhì)生物效應的研究，已獲得了一批研究成果[3]。目前，國內(nèi)研究重點是納米物質(zhì)整體生物學效應以及對生理功能的影響、納米物質(zhì)的細胞生物學效應及其機制以及大氣納米顆粒對人體作用和影響等領域的研究。</p><p>　　1.2 納米氧化鋅 </p><p>　　納米氧化鋅是一種粒徑大小約在1～100納米的多功能新型無機材料。由

18、于粒子納米化，納米氧化鋅粒子的表面電子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，產(chǎn)生了表面效應、體積效應、量子尺寸效應和宏觀隧道效應等效應，以及高透明度、高分散性等宏觀物體所不具備的特點。近年來發(fā)現(xiàn)它在催化、光學、磁學、力學等方面展現(xiàn)出許多特殊功能，使其在陶瓷、化工、電子、光學、生物、醫(yī)藥等許多領域有重要的應用價值[4~ 5]，其特殊性和用途是普通氧化鋅所無法比較的。在紡織領域中，納米氧化鋅可作為紫外光遮蔽材料、抗菌劑、熒光材料、光催化材料等。由于納米氧

19、化鋅的特性和廣泛的應用前景，因此許多科技人員將納米氧化鋅的研發(fā)設為焦點。目前納米氧化鋅的制備技術已經(jīng)取得了一些突破，在國內(nèi)形成了幾家產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)廠家。</p><p><b>　　1.3 研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　隨著納米氧化鋅用途越來越廣泛和用量越來越大，不可避免的會通過各種途徑流入水體進入環(huán)境[6]，但目前極少關于納米粒子在環(huán)境濃度的數(shù)據(jù)，但有很多知識已

20、經(jīng)存在證明納米氧化鋅粒子對生物系統(tǒng)的的影響。據(jù)估計，一旦納米粒子進入水體，他們將最有可能聚集成沉積物和懸浮微粒物。懸浮粒子對魚類影響較大，聚集粒子一般不移動，并可以互相影響濾食性和泥沙居生物。聚集程度受pH值，離子強度，以及電解質(zhì)的性質(zhì)等影響。</p><p>　　目前在金屬氧化物納米顆粒大部分研究都集中在其抗菌和抑菌的應用程序或人類健康的影響，很少有研究探討其潛在生態(tài)毒性[7]。Adams[8]用細菌革蘭氏陰性

21、大腸桿菌和革蘭氏陽性芽孢桿菌作為兩個模型比較了納米TiO2，ZnO和SiO2的懸浮納米的生態(tài)毒性。這項研究表明，ZnO納米材料對枯草芽孢桿菌毒性最強，斑馬魚胚胎實驗表明了類似的結(jié)果; 納米氧化鋅超過二氧化鈦或納米氧化鋁顆粒毒性[9]。</p><p>　　很多知識已經(jīng)存在證明氧化鋅納米粒子對生物系統(tǒng)的的影響。納米氧化鋅的光誘導，氧化還原活性，從而在其表面具有潛在活性氧簇（ROS）。納米氧化鋅已被證明產(chǎn)生的紫外光照

22、射下生成活性氧或在無紫外線下消失[10]。對納米氧化鋅等金屬納米粒子毒性的確切機制在很大程度上是未知的，但最近的研究表明，納米顆粒的毒性，與一般顆粒大小，形狀和表面特性性能有關。</p><p>　　有一篇最新報道關于納米氧化鋅生態(tài)毒性[11]，用水生生物，藻類，淡水無脊椎動物和魚類等作為實驗對象。在藻類，無脊椎動物和魚類的測試中，淡水無脊椎動物，是目前存在研究數(shù)據(jù)最多的種類，其次是藻類，最后是淡水魚。其他納米顆

23、粒生物群體之間的觀察分布數(shù)據(jù)也大致相似。</p><p><b>　　1.4 研究目的</b></p><p>　　雖然越來越多的關于納米毒性信息相繼變得可用，因為研究已經(jīng)進行數(shù)量有限，且在水生物種類少，就環(huán)境毒理學方面有關的所有粒子來說，一個重要的知識差距依然存在令人滿意的風險評估無法執(zhí)行。魚類等水生生物對水體環(huán)境的變化反應十分靈敏，而且水體中的有毒物質(zhì)能通過食物鏈

24、在生物體內(nèi)積累并隨著生物等級的提高而積累，而且由于體內(nèi)蓄積得毒物會影響魚類正常的生理機能。近年來，隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，大量的廢物及污染物在環(huán)境中通過降塵、地表徑流、降雨等途徑進入水體，而且現(xiàn)在納米材料因為對其生態(tài)毒性研究的不足并未受到監(jiān)管的重視，其潛在危害日益嚴重，已經(jīng)成為生態(tài)環(huán)境中待解決的前沿課題。</p><p>　　斑馬魚(Brachydanio rerio或Danio rerio)，是一種小型熱帶魚。由

25、于產(chǎn)卵量大、易收集、飼養(yǎng)簡單等特點，是國際標準化組織(ISO)推薦使用的魚類毒性試驗動物(國家環(huán)保局，1990)?，F(xiàn)已成為一些生態(tài)毒理標準(如OECD和ISO標準)的推薦測試物種。此外，斑馬魚也是研究發(fā)育生物學、分子遺傳學等的理想模型，用途十分廣泛。由于其在生態(tài)毒理學上的廣泛應用，選擇以斑馬魚作為本課題的受試生物具有一定的代表性和可參考性。</p><p>　　為了填補信息差距，我們以斑馬魚作為模式生物研究納米氧

26、化鋅對斑馬魚的毒性研究。本文的目的是確定納米懸浮液對斑馬魚的潛在毒性，為納米材料生態(tài)毒性的評估提供資料。</p><p><b>　　2材料和方法</b></p><p><b>　　2.1 試驗材料</b></p><p>　　2.1.1 試驗動物</p><p>　　斑馬魚（Brachydani

27、o rerio）購自水族館，每日定時喂食，水溫恒定在25℃的條件，在馴養(yǎng)1周后，用于試驗。</p><p>　　2.1.1 試劑和儀器</p><p>　　納米氧化鋅購于杭州大洋公司，純度為99.9％，用超聲波震蕩制成1.0、5.60和11.20mg/L的納米氧化鋅顆粒懸浮液。</p><p>　　KD1508輪轉(zhuǎn)式切片機，浙江金華科迪儀器有限公司。</p&g

28、t;<p>　　KD—T電腦生物組織攤烤片機。</p><p>　　試驗用水使用前均需進行除氯，本試驗采用將自來水注入馴養(yǎng)魚缸后曝氣三天的方法。</p><p>　　載玻片，蓋玻片若干。</p><p>　　所有玻璃容器在使用前均用0.4％高錳酸鉀浸泡24h，并用去離子水沖洗干凈，待用。</p><p><b>　　2

29、.2 實驗方法</b></p><p>　　設立梯度濃度為0 mg·L-1（對照組）、1 mg·L-1、5.6mg·L-1和11.2mg·L-1的四組納米氧化鋅懸液，每組各加入斑馬魚15條，飼養(yǎng)條件同馴養(yǎng)期。由于定期吸出糞便及水分蒸發(fā)，使魚缸內(nèi)水量持續(xù)減少，因此每周更換一次新的納米氧化鋅懸液。</p><p>　　飼養(yǎng)期間對斑馬魚行為觀察

30、和記錄。</p><p>　　暴露30天后分別對各缸斑馬魚進行活體取樣，每組取五條魚，取其鰓組織和肝組織，用Bouin’s液固定。固定后樣品經(jīng)梯度酒精（50%、70%、80%、90%、95%、100%）脫水，由二甲苯透明，石蠟包埋。切片厚度5um，常規(guī)H-E染色，使用倒置顯微鏡觀察拍照。</p><p><b>　　3結(jié)果</b></p><p&g

31、t;　　3.1 斑馬魚行為觀察</p><p>　　在染毒實驗期間，對照組和處理組的受試魚發(fā)生死亡。與對照組相比，暴露在濃度為1.0 mg·L-1受試魚未發(fā)生明顯的行為異常，在濃度為5.60 和11.20mg·L-1觀察暴露1小時后魚呼吸和擺動頻率逐漸升高和行為變化，而且平均體質(zhì)量低與對照組并且尾部畸形。 </p><p>　　3.2 對照組斑馬魚鰓結(jié)構(gòu)</p&g

32、t;<p>　　斑馬魚鰓的主要功能部位為鰓絲，鰓絲向兩邊伸出扁平囊狀的鰓小片，鰓小片平行排列與鰓絲縱軸垂直。鰓絲主干包括鰓絲軟骨(cartilage)、中央靜脈竇(central venous sinus)、鰓絲上皮(filament epithelium)。鰓絲上皮由一至兩層上皮細胞組成。鰓小片由扁平細胞、柱細胞(pillar cells)、泌氯細胞等組成。對照組受試魚的鰓小片上皮細胞結(jié)構(gòu)完整，無損傷（圖1a）。<

33、/p><p>　　3.3 處理組斑馬魚鰓結(jié)構(gòu)變化</p><p>　　在納米氧化鋅懸浮液濃度為1mg/L時，斑馬魚肝未發(fā)現(xiàn)鰓組織損傷。當納米氧化鋅懸浮液濃度≥5.6mg/L時，觀察到斑馬魚的鰓組織均受明顯的損傷，主要為鰓小片上皮細胞發(fā)生肥大和水腫。經(jīng)5.6mg·L-1處理的斑馬魚，還發(fā)生鰓絲上皮細胞增厚、部分鰓組織細胞核消失(圖1c)，在11.2 mg·L-1時這種顯現(xiàn)越發(fā)

34、明顯（圖1d）?？梢姡殡S納米氧化鋅濃度的升高，魚的鰓組織受到的損傷加重。</p><p>　　a b</p><p>　　c d</p><p>　　圖1 納米氧化鋅暴露30d后斑馬魚的

35、鰓組織結(jié)構(gòu)變化（H-E；×400）</p><p>　　a.對照組的鰓組織，鰓絲和鰓小片正常；b.納米氧化鋅濃度為1.0mg·L-1 處理的鰓組織，未發(fā)現(xiàn)病變等現(xiàn)象;c. 納米氧化鋅濃度為5.60mg·L-1 處理的鰓組織，示鰓小片鰓絲病變（箭頭）和細胞核缺失（星號）；d. 納米氧化鋅濃度為11.20mg·L-1 處理的鰓組織，示鰓絲明顯病變（箭頭）。</p>

36、<p>　　3.4 斑馬魚肝結(jié)構(gòu)變化</p><p>　　對照組斑馬魚的肝細胞質(zhì)均勻，細胞核呈規(guī)則圓形，位于細胞中央(圖2e)，肝細胞索相互交錯。</p><p>　　實驗組受試魚在1mg/L時肝細胞正常并未發(fā)現(xiàn)的病變（圖2 f）。當納米氧化鋅懸浮液濃度≥5.6mg/L時，如圖2 g所示肝細胞腫大，其細胞形狀變得不規(guī)則，細胞核發(fā)生偏離細胞中心。在懸浮液濃度高達11.20mg/L

37、時，如圖2h所示細胞質(zhì)中空泡化程度加重，部分肝細胞出現(xiàn)細胞核消失引起肝組織局部壞死。</p><p>　　e f</p><p>　　g h</p><p>　　圖2 納米氧化鋅暴露30d后斑馬魚

38、肝組織結(jié)構(gòu)變化（H-E；×400）</p><p>　　e. 對照組斑馬魚肝組織，胞質(zhì)均勻，肝細胞呈圓形，細胞核呈圓形位于細胞中央；f納米氧化鋅濃度為1.0mg·L-1 處理的肝組織，未發(fā)現(xiàn)病變等現(xiàn)象；g. 納米氧化鋅濃度為5.60mg·L-1 處理的肝組織，示細胞核偏移（箭頭）和細胞空泡化（星號）；h.納米氧化鋅濃度為11.20mg·L-1 處理的肝組織，示細胞核偏移（箭

39、頭）和細胞空泡化（星號），組織壞死（三角形）。</p><p><b>　　4討論</b></p><p>　　4.1 納米氧化鋅斑馬魚鰓結(jié)構(gòu)的影響</p><p>　　鰓是魚類的重要呼吸器官，魚體與外環(huán)境的氣體交換主要由鰓來完成。鰓發(fā)生病變魚類呼吸不暢，必然影響魚類的正常代謝和生長。也是重要的排泄器官，鰓組織的病變將造成氨氮的排泄受阻，血液中

40、氨氮含量升高，將影響到魚體內(nèi)滲透壓調(diào)節(jié)機能。因為魚類的鰓與水直接接觸，并且對水體的污染物敏感，容易受到水體中污染物的作用而損傷，進而影響其正常的生理功能，危及魚體健康。而且魚的鰓是污染物作用的主要靶器官，鰓的生理和結(jié)構(gòu)變化可以作為水體受污染的程度的指標，同樣也能直接反應污染物對魚毒害的程度[12]。</p><p>　　水環(huán)境中有毒物質(zhì)作用于魚類的鰓組織，其損傷可劃分為兩類：一是防御損傷，主要表現(xiàn)為鰓絲上皮細胞肥

41、大和增生、鰓小片的呼吸上皮水腫等；二是直接損傷，主要表現(xiàn)鰓上皮細胞壞死和脫落等。</p><p>　　本實驗中，納米氧化鋅作為唯一的變量，觀察納米氧化鋅對斑馬魚鰓組織的作用，當濃度為1mg/L時斑馬魚的鰓組織并未發(fā)現(xiàn)變化，當其暴露在5.6mg/L的納米氧化鋅懸液30天，其主要變化鰓上皮細胞肥大，并伴有細胞核缺失，并且隨著濃度的增高受試魚鰓上皮細胞增生越嚴重。吳玲玲[13]等在1.0 ug·L-1的林丹水

42、溶液中暴露36d后,與對照組相比,斑馬魚的鰓組織表現(xiàn)出異常:上皮細胞殘損、脫落、鰓小片上皮細胞水腫以及柱細胞變形;當林丹水溶液濃度提高到100.0 ug·L-1時,曝露36d后,斑馬魚的鰓小片上皮細胞水腫、柱細胞變形,鰓小片之間有融合現(xiàn)象,反映了林丹對斑馬魚鰓的毒性。Jeanmarie[14]等對斑馬魚腹腔注射70ng·g的TCDD (2,3,7,8-tetrachlorodibenzo -P- dioxin)，5天

43、后，發(fā)現(xiàn)斑馬魚鰓小片上皮肥大、明顯隆起。而Upatham[15]等將尼羅羅非魚 (Oreochromisnitius)暴露在不同濃度的草甘膦除草劑(GlyphosateHerbicide，C3H8NO5P) 3個月，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不論5還是15 mg·L-1的草甘膦除草劑中，鰓絲的</p><p>　　所以，斑馬魚鰓組織的病理學變化表示納米氧化鋅污染的程度。此外，本實驗中觀察到納米氧化鋅對斑馬魚鰓的作用主要表

44、現(xiàn)為防御反應，主要是鰓絲上皮增厚、鰓小片上皮細胞肥大和水腫。鰓組織的防御作用可以阻礙毒物攝入，增加毒物擴散到血液的距離，從而延緩和減輕毒性作用，但是，防御反應降低了鰓的氣體和物質(zhì)交換效率，即魚的呼吸效率，影響了魚的循環(huán)系統(tǒng)，從而破壞魚體的生理功能，影響了其新陳代謝，危及其機體健康甚至造成死亡。本研究中，在濃度≥5.60mg/L的納米氧化鋅懸液中暴露后的斑馬魚，發(fā)現(xiàn)暴露在納米氧化鋅組斑馬魚的質(zhì)量低于對照組，即說明鰓正常功能受阻，加之肝臟損

45、害，影響了機體的新陳代謝，并且納米氧化鋅對斑馬魚鰓的毒性有明顯的劑量-效應關系，在11.2mg/L時，其鰓組織結(jié)構(gòu)的變化明顯比5.6mg/L的魚鰓組織結(jié)構(gòu)更為嚴重。</p><p>　　4.2 納米氧化鋅斑馬魚肝結(jié)構(gòu)的影響</p><p>　　肝臟是斑馬魚和大多數(shù)脊椎動物的解毒器官，侵犯機體的有毒異物多在肝臟中集中，所以肝臟也是毒害物質(zhì)的主要靶器官之一。當有毒物質(zhì)濃度過高會造成肝細胞損傷，

46、使肝細胞結(jié)構(gòu)表現(xiàn)異常和病變。魚類暴露在受污染水環(huán)境中其肝組織會發(fā)生結(jié)構(gòu)和生理變化[16]。生態(tài)毒理學研究中可以運用魚的肝組織結(jié)構(gòu)變化作為水環(huán)境中有毒物質(zhì)污染作用的生物標記物。通常情況下魚類受到有毒物質(zhì)作用后，通常會發(fā)生肝細胞腫大、細胞核偏移、空泡化和壞死。</p><p>　　本實驗中，納米氧化鋅是主要變化因子，在5.60和11.20mg·L-1納米氧化鋅懸液中暴露30d，斑馬魚的肝組織結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)明顯

47、的損傷，主要表現(xiàn)為肝細胞腫大、細胞核偏離細胞中心，甚至消失，而且在濃度為11.20mg·L-1時觀察到肝細胞細胞核消失和組織壞死。然而魚類在中毒嚴重時，才表現(xiàn)為肝細胞的細胞核固縮、細胞破裂和溶解，細胞功能發(fā)生衰退，終致組織壞死。這說明納米氧化鋅對斑馬魚表現(xiàn)出強烈的毒性。。</p><p>　　4.3納米氧化鋅對斑馬魚的毒性機理</p><p>　　目前,納米材料的毒性機制尚未清楚

48、，可能粒子的粒徑為納米級，與細胞膜孔徑、核膜孔徑和離子通道等處于相同尺度，容易進入細胞，而且由于尺寸效應，其表面活性、電子穩(wěn)定性、溶解性和光學性質(zhì)等效應的共同作用造成細胞膜完整性破壞、氧化脅迫、線粒體等重要細胞器損傷、蛋白質(zhì)氧化和變性并喪失功能、基因毒性、毒性物質(zhì)的釋放等。這些致毒機制主要由納米材料的自身性質(zhì)決定[18]。</p><p>　　同樣納米顆粒對生物系統(tǒng)的影響是全方位的，已有學者綜述了納米顆粒進入人體

49、的途徑、作用器官以及可能引發(fā)的健康問題，也證實了納米粒子可能進入機體中樞神經(jīng)系統(tǒng)和心臟等重要組織[20]。</p><p>　　在國內(nèi)外，已有許多研究都表明：納米材料的生物效應與納米顆粒的尺寸有相關性[21]。鋅顆粒(58±16nm和1．08±0．25 nm)對小鼠的急性毒性研究表明：納米鋅小鼠的肝、腎、心功能有損傷，并有胃腸道反應，而微米鋅在同劑量下出現(xiàn)異常應癥狀少；1周內(nèi)納米鋅組小鼠死亡率

50、為10％，微米鋅組無死亡[22]。</p><p>　　有學者根據(jù)目前的研究運用細胞及分子學機制，提出納米材料導致肺組織炎癥的假設[23]為：因為納米級顆粒具有氧化脅迫作用，能在細胞內(nèi)產(chǎn)生作用從而導致肺組織細胞脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物如氧化型谷胱甘肽的產(chǎn)生和4-hydmxynonenal的生成。破壞細胞內(nèi)的氧化還原平衡，從而導致炎癥。而且，細胞與顆粒的相互作用和顆粒的氧化脅迫都能刺激細胞質(zhì)內(nèi)Ca2+濃度的上升，這也會引起抗

51、氧化產(chǎn)物含量上升從而引發(fā)炎癥。</p><p>　　另外，納米材料引起肺組織炎癥可能和巨噬細胞有關[24]。不同的納米材料（如SWCNTs和CB）被肺泡巨噬細胞吸收，但是不同材料在肺組織中的反應卻不同[25]。吸收SWCNTs的巨噬細胞會快速移動到肺小葉中央位置，并且聚集在肺泡隔膜，導致肉芽瘤生成，而吸收CB的巨噬細胞會分散在肺泡空間中。</p><p>　　李小云等[5]實驗納米ZnO可

52、以在魚體內(nèi)富集。顆粒態(tài)鋅在魚鰓和魚肉中的積累，顆粒態(tài)鋅在魚鰓和魚肉的積累都隨鋅濃度的升高而升高，顆粒態(tài)魚鰓積累尤其大于魚肉，其他形式進入鰓組織，再轉(zhuǎn)移到血液的濃度梯度驅(qū)動的被動擴散過程。有研究發(fā)現(xiàn)，納米TiO2能夠進入鯉魚（Cyprinus carpio）體內(nèi)，造成鰓和肝的病理學變化并產(chǎn)生氧化損傷。</p><p><b>　　5總結(jié)</b></p><p>　　根據(jù)

53、實驗結(jié)果，可以得出以下結(jié)論:</p><p>　　a 5.6mg/L的納米氧化鋅中的斑馬魚，其鰓組織出現(xiàn)增生，水腫，斑馬魚的肝組織也發(fā)生明顯的損傷，說明本研究使用的納米粒子對斑馬魚有毒性作用。</p><p>　　b 隨著納米氧化鋅濃度的增加，斑馬魚的肝和鰓組織損傷越嚴重。納米氧化鋅對生物的毒性具有劑量-效應已從關系。</p><p>　　c 與傳統(tǒng)的化學品相比，在

54、目前的測試的納米粒子尺度越小毒性越強，這表明適用于“傳統(tǒng)”化學品的現(xiàn)行法規(guī)評需要重新適用于納米材料。應建立新的法規(guī)，不僅是化學成分，而且根據(jù)大小，如化學性質(zhì)的納米級的變化來建立新法規(guī)。</p><p>　　本研究提出的結(jié)果表明，納米氧化鋅潛在生態(tài)毒性和環(huán)境健康的影響不容忽視。到達生態(tài)途徑和環(huán)境效應試驗應包括商業(yè)產(chǎn)品是主要類別代表的納米材料（例如，此處測試的金屬氧化物和碳為基礎的納米顆粒），特別是那些最有可能進入水

55、生環(huán)境釋放的納米材料。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 劉揚, 高愈希, 吳剛, 等. 典型納米材料生物效應及其毒理學研究的進展[J]. 中華預防醫(yī)學雜志, 2007, 3: 130~133.</p><p>　　[2] 駱蓉芳, 倪士峰, 劉惠納. 米材料的生物效應研究進展[J]. 北藥學雜志, 20

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