ZnO纳米粒子对生物细胞的影响研究

论文摘要

纳米科技在全球迅速发展,纳米材料的生产与应用对传统行业产生了巨大的影响,纳米材料的环境安全性问题已经引起了各界的注意。纳米材料具有独特物理与化学性质,他们与相同成分的体材料性质存在很大差异。近年来国内外在纳米材料的生物安全性研究方面的工作已经证实,直接或间接接触纳米材料将对生物体有负面影响。纳米粒子可以进入细胞内部,甚至可以透过血脑屏障,从而危及生物的健康和生态环境。氧化锌做为一种具有重要应用价值的半导体材料,已被广泛应用到各个领域,以往人们一直认为氧化锌具有很好的生物相容性,并具有无毒、能屏蔽紫外线等特点,因而成为许多防晒化妆品的主要成份,然而已有报道表明纳米氧化锌可能对生物具有毒性。本文简述了纳米科技的发展历程、纳米材料的产业现状、生物安全性问题、目前国内外的研究进展,分类总结了目前国内外对一些常见的人工纳米材料如富勒烯、碳纳米管、二氧化钛等的毒性研究。在此基础上,研究了纳米氧化锌与洋葱表皮细胞间的相互作用。本文采用溶胶凝胶、水热法分别制备了粒径在5 nm左右的球形氧化锌纳米粒子和直径约200 nm的氧化锌纳米棒,通过荧光显微镜和光致发光光谱研究了氧化锌两种不同形貌和尺寸的纳米氧化锌与洋葱表皮细胞间相互作用。荧光显微镜下观察滴加了纳米氧化锌溶胶的洋葱细胞的荧光图像表明,直径为5 nm的氧化锌纳米粒子能够很容易地穿过洋葱细胞的细胞壁进入细胞内部,并在细胞核周围富集起来,在细胞核周围可观察到明显的由氧化锌纳米粒子发出的绿色荧光。而直径约200 nm的氧化锌纳米棒则不能穿透细胞膜壁进入细胞内部,观察不到来自氧化锌的荧光。这说明纳米氧化锌对细胞壁的穿透能力与其形貌和尺寸有密切关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 纳米材料介绍
• 1.2 纳米安全性问题的提出
• 1.3 接触纳米材料的可能性
• 1.4 人们的忧虑
• 1.5 国内外纳米生物安全研究的现状和发展趋势
• 1.5.1 国外纳米材料安全性研究情况
• 1.5.2 国内纳米材料安全性研究情况
• 1.6 纳米材料的尺寸与其生物效应之间的关系研究
• 1.7 选题依据及拟解决的科学问题
• 第二章 ZnO 纳米粒子的制备表征与检测方法
• 2.1 ZnO 纳米材料的制备
• 2.1.1 溶胶凝胶法的概述
• 2.1.2 水热法的概述
• 2.2 ZnO 纳米材料的表征
• 2.2.1 X 射线衍射谱
• 2.2.2 晶体吸收谱
• 2.2.3 透射式电子显微镜
• 2.3 ZnO 纳米粒子检测方法简介
• 2.3.1 荧光显微镜
• 第三章 氧化锌纳米粒子对洋葱表皮细胞的影响研究
• 3.1 实验过程
• 3.2 材料表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 本章小结
• 第四章 氧化锌纳米棒对洋葱表皮细胞的影响研究
• 4.1 实验过程
• 4.2 材料表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间公开发表论文及著作情况