碳纳米管对生物体的毒性研究

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壳聚糖修饰单壁碳纳米管的制备与细胞毒性研究

（南京师范大学生命科学学院，江苏省医药超分子材料及应用重点实验室，江苏南京２０４）１０６
［摘要］目的：制备稳定的水溶性的壳聚糖／碳纳米管（Ｈ／ＷＣＴＣＯｓ纳米材料，ＣＩＳＮ —ＯＨ）对其表征并检测纳米材料的细胞毒性。方法：市售单壁碳纳米管（ａＷＣＴ）ＲｗＳＮｓ以强酸处理，成残缺的羧基化单壁碳纳米管形
Ｎｎｎｏｍｌｎｅｉ，ａｆｇ２０４，ｈｎ）ａｊｇＮｒａｉｒｔＮｎｎ１０６ＣｉｉＵｖｓｙｉａ
Ｓｉｃ，ｃｎｅｅ
［ｂｔｃ］ＯｂｅｔｅＴｙｔｅｉＳＮ。ａｅＨｆＷＣＴＣＯｓｎｎａｒｌａｄｅａａｅｉｎｖｒＡｓａｔｒｊｃｉ：ｏｓｎｓＷＣＴｂｓｄＣＩＳＮ —ＯＨａｏｍｔｉｓｎｖｌｔｔｉｉｏｖｈｓｅａｕｓｔ
ｗｉｔｈｔａＣＩｈｏｇｌｔｓｔｒｅｈｅＣＩＳＮ —ＯＨａｌｅｅｃａａｔｒｄｂｓｇｅｇｉｓｎ（Ｈ）ｔｒｕｈｅｃｏｔｉｆｅ．ＴＨ／ＷＣＴＣＯｓｓｍｐｅｗｒｈｒｃｅｙｕｉｈｃｏｅｒａｃｏｓｅｎｔｎｍｓｏｌｔｎｍｉｏｃｐＴＭ）ａｄＲｍｎｓｅｔｓｏｙ５９ｃｌｖｂｌｙｗｓｄｔｉｅｙｔｐｎｒｓｉｉｅｃｏｃｓｏｙ（Ｅａｓｎｅｒｒｎａａｐｃｏｃｐ．Ａ４ｅｉｉｔａｅｅｎｄｂｒａｒｌａｉｍｒｙ
ｃｌｔｉｔ．Ｍｅｈｄ：ａｉｇａｅａｂｎｎｎｔｂｓ（ＷＣＴ）ｗｒｒａｄｂｃｘｄｔｎｔｆｍｅｌｏｃｙｘｉｔｏｓＲｗｓｌｗｌｄｃｒｏａｏｅＳＮｓｅｅｔｔｙａｉｏｉａｏｏｏｎｅｌｕｅｅｄｉｒ

碳纳米管毒性与安全研究

碳纳米管毒性与安全研究近年来，碳纳米管作为一种新型材料，因其特殊的物理、化学、电学和机械性能，广受科学家们的关注。

碳纳米管具有优异的机械强度、导电性和导热性等优良特性，广泛被应用于材料、生物、能源等领域。

然而，碳纳米管毒性和安全问题一直备受关注。

例如，在药物输送和生物医学领域，随着越来越多的研究表明，碳纳米管具有潜在的毒性和发展可能。

碳纳米管内在的毒性与生物学效应的机制一直是科学家们难以解决的问题。

与其他纳米材料不同，碳纳米管的特殊结构和表面性质导致其与生物系统的相互作用非常复杂。

因此，需要深入研究其毒性和安全性，以促进其应用的可持续和安全发展。

一、碳纳米管的种类及其应用碳纳米管是由碳原子组成的纳米管状结构体，分为单壁碳纳米管（SWCNTs）和多壁碳纳米管（MWCNTs）两种，其直径分别约为1~2 nm和5~30 nm，而长度可达数百微米至数厘米。

碳纳米管具有优良的电、热、机械性能和表面化学反应活性，是一种非常有应用前景的材料。

碳纳米管在材料科学和纳米科技方面具有潜在的应用。

其使用领域包括电子、机械、生物、医学、环境、能源等多个方面。

例如，碳纳米管可以用于高强度、高刚度、低密度的复合材料中，这些复合材料可用于航空、运载和微型机器人等领域。

此外，碳纳米管还可以进行化学修饰，并与药物分子或生物分子结合，以用于药物输送和生物医学应用。

二、碳纳米管毒性的评价方法毒性评价是研究碳纳米管毒性和安全性的基础。

毒性评价是在低浓度下测试的方法，该方法可以通过实验、建模或聚合方法确定材料和生物体之间的相互作用。

特别是在生物医学领域，毒性评价非常重要，因为健康风险可能存在于短期或长期的曝露中。

现有的毒性评价方法可以分为体内和体外方法。

体外方法可以帮助了解材料与细胞和生物分子的相互作用，但缺乏对整个机体反应的理解。

体内评价方法可以模拟整个机体中的生物作用和代谢途径，包括动物模型、体育试验和临床研究。

然而，由于其局限性，没有一种单一的方法可以完全解决毒性评价的问题。

碳纳米管的毒性研究进展

器肿瘤靶向＿药物载体和基因治疗等。引、、。
碳纳米管的体内毒性目前，碳纳米管已经广
泛应用于材料和生物医学领域，人体的接触也越和来越多，因此，它是否具有毒性逐渐成为我们所关注
复里学报（医学版）
５５６
ＦｕａＵｎｖＪｄｎｉＭｅＳｉｄｃ
碳纳米管的毒性研究进展
纪宗斐张丹瑛沈锡中玲董
（旦大学附属中山医院消化科上海２０３）复００２
【要】近年来，纳米管（ａｂｎｎｎｔｂ，Ｎ由于其特殊的结构和理化性质，材料科学和生物医学领域摘碳ｃｒｏａｏｕｅＣＴ）在具有潜在的应用前景。随着ＣＴ与人体的接触也越来越多，是否具有毒性逐渐成为我们所关注的焦点。Ｎ它ＣＴ的体内毒性主要表现为导致肺部炎症和纤维化，环系统氧化损伤，脉粥样硬化及全身免疫系统异常Ｎ循动等。本文就ＣＮＴ毒性效应的相关研究进行了综述。【键词】碳纳米管；毒性；发生机制关
［ｓｒｃ］Ｉｅｅｔｙａｓｄｅｏｈｉｕｉｕｐｏｅｔｓａｂｎａｏｕｅ（ＮＴ）ｈｓｂｅＡｂｔａｔｎｒｃｎｅｒ，ｕｔｔｅｒｎｑｅｒｐｒｉ，ｃｒｏｎｎｔｂｅＣａｅｎ

多壁碳纳米管致RAW264.7巨噬细胞毒性与氧化损伤研究

ｖａｉｔｆＲｉｂｌｙｏＡＷ２４、ｅ１ｈｏｔｎｓｏｏａｒｔｉ（Ｐ）ｉｏｅｎｘｄｍ（ｉ６７ｃｌ．ＴｅｃｎｅｔｆＴｔｌｐｏｅｎＴ，ｎｔｇｎｍｏｏｉｕｒＮＯ）ｇｕａｈｏｅ（Ｈ）ａｄ，ｌｔｔｉｎＧＳｎｍａｏｄａｄｈｄＭＤＡ），ｈｃｉｉｅｏｕｅｏｉｅｉｔｓ（ＯＤ）ｎｌｃｔｅｙｒｇｎｓ（ＤＨ）ｗｒｌｉｌｅｙｅ（ｎｔｅａｔｔｓｆｓｐｒｘｄｄｓａｅＳｖｉｍｕａｄａｔｅｄｈｄｏｅａｅＬａ，ｅｅ
摘要：的探讨多壁碳纳米管（ＷＣＴ）小鼠巨噬细胞株ＲＷ２４７细胞的体外细胞毒性和氧化损目ＭＮｓ对Ａ６．
伤作用。方法用ＤＮＡ钠盐提高ＭＷＣＴＮｓ的分散度，４个浓度组（５ｌ、５和１０￣／）ＤＮ设２、、０２０ｌｍ１、Ａ钠盐溶剂ｇ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＯｂｅｔｅＴｔｄｔｅｎｖｔｙｏｏｉｉａｄｘｄｔｅｄｍａｅｆｍｕｔｗｌｃｒｏｎｎｔｂｊｃｉｖｏｓｕｙｈｉｉｏｃｔｘｃｔｎｏｉａｉａｇｓｏｌ— ａｌａｂｎａｏｕｅｒｔｙｖｉ
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＹＧＩＥＮＥＲＥＳＥＡＲＣＨ
・
Байду номын сангаас
论著・
多壁碳纳米管致ＲＷ２４７巨噬细胞毒性与氧化损伤研究Ａ６．
刘颖宋伟民李卫华市原学丁训诚

碳纳米管对大鼠肝肾的毒性效应

碳纳米管对大鼠肝肾的毒性效应张华山;闫峻;田蕾;杨红莲;林本成;杨丹凤;刘焕亮;袭著革【期刊名称】《解放军预防医学杂志》【年(卷),期】2009(27)6【摘要】目的探讨碳纳米管染毒对大鼠肝肾的毒性效应,以期为碳纳米管生产和使用的安全性评价提供基础毒理学资料。

方法将SPF级雄性wistar大鼠随机分为溶剂对照组(小牛血清0.2mL/只)、染毒低剂量组(7.5mg/kg)、染毒中剂量组(15mg/kg)、染毒高剂量组(22.5mg/kg)。

采用非暴露气管滴注法,每日染毒1次(0.2mL/只),每组6只,连续15d。

染毒结束24h,眼眶取血后处死。

计算肺、肝、肾脏器系数,检测肝肾血清生化指标及病理学改变。

结果与对照组相比,各染毒组谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)均降低,其中低剂量组AST、高剂量组ALP分别降低20%和26%(P<0.05)。

中、高剂量组总蛋白(TP)及高剂量组总胆固醇(TC)均较对照组明显降低,其中高剂量组TP和TC分别降低12.6%和18.5%(P<0.01,P<0.05)。

肝脏病理切片显示,染毒中、高剂量组大鼠部分肝细胞肿胀,肝灶性坏死,炎细胞浸润。

肾脏未见明显异常。

结论中、高剂量的碳纳米管经非暴露式气管滴注染毒可对大鼠肝脏产生一定的毒性效应。

【总页数】4页(P394-397)【关键词】碳纳米管;气管滴注;肝;肾;毒性效应【作者】张华山;闫峻;田蕾;杨红莲;林本成;杨丹凤;刘焕亮;袭著革【作者单位】军事医学科学院卫生学环境医学研究所【正文语种】中文【中图分类】R965.3【相关文献】1.火箭推进剂单推-Ⅲ对大鼠肝、肾的毒性效应 [J], 侯立安;张伟;杨丹凤;林本成;马力;袭著革2.非暴露式气管滴注3种典型纳米材料对大鼠肝、肾的毒性效应 [J], 马力;林治卿;张华山;闫竣;张伟;林本成;刘焕亮;张英鸽;袭著革3.秋梨膏对纳米二氧化硅引起大鼠肝、肾毒性的防护作用 [J], 陆敏;孙湖泊;李妍;王长文4.鱼金注射液对大鼠的亚急性肝肾毒性研究 [J], 姜嫄; 张长海5.黄芩苷对雄性大鼠肝肾毒性作用研究 [J], 张元元;白金;徐明怡;张放;薄存香因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

氨基的多壁碳纳米管

氨基的多壁碳纳米管
氨基修饰的多壁碳纳米管是指多壁碳纳米管表面上具有氨基基
团的化合物。

多壁碳纳米管是由许多层具有不同直径的碳原子排列
而成的纳米结构，而氨基修饰则是指在多壁碳纳米管表面上引入氨
基基团。

这种修饰可以赋予多壁碳纳米管新的化学性质和功能，使
其在生物医学、材料科学和纳米技术等领域具有更广泛的应用前景。

氨基修饰的多壁碳纳米管具有许多潜在的应用。

首先，由于氨
基基团在化学上具有活性，氨基修饰的多壁碳纳米管可以用作生物
传感器和药物载体。

其次，在材料科学领域，氨基修饰的多壁碳纳
米管可以用于增强聚合物的力学性能，制备高性能复合材料。

此外，氨基修饰的多壁碳纳米管还可以用于环境治理，例如作为吸附剂用
于水处理和气体分离。

在研究氨基修饰的多壁碳纳米管时，科学家们也关注其对生物
体的毒性和生物相容性。

这些因素是评估其在生物医学应用中可行
性的重要考量。

研究人员通过体内外实验和生物相容性评估来探索
氨基修饰的多壁碳纳米管的安全性，以确保其在生物医学领域的应
用具有可行性。

总的来说，氨基修饰的多壁碳纳米管具有广泛的应用前景，但
也面临着诸多挑战，包括合成方法的改进、毒性和生物相容性的评估、大规模生产的可行性等。

随着纳米技术和材料科学的不断发展，相信氨基修饰的多壁碳纳米管在未来会有更多令人期待的应用。

碳纳米管材料的红外光谱分析研究

碳纳米管材料的红外光谱分析研究碳纳米管（Carbon nanotubes，CNTs）是由碳元素组成的一种纳米材料。

由于其独特的物理、化学、热力学等性质，碳纳米管材料已经被广泛应用于生物医学、电子学、能源转换等领域。

其中，红外光谱（Infrared spectroscopy，IR）是一种常用的研究碳纳米管材料的方法，可以通过对其红外吸收光谱进行分析，得到其结构及化学组成的信息。

Ⅰ、碳纳米管的结构简介碳纳米管通常由单个碳原子层（graphene layer）卷曲而成，形成一个长方形管状结构。

在这过程中，可通过不同的拓扑结构形成具有不同性质的碳纳米管，包括单壁碳纳米管（Single-walled CNTs，SWCNTs）、多壁碳纳米管（Multi-walled CNTs，MWCNTs）等。

其中，SWCNTs由单层碳原子卷成的圆筒形结构构成，而MWCNTs则由多层碳原子卷成的圆筒形结构组成，并形成以纵向沿MWCNTs轴线相互垂直的壳层。

Ⅱ、红外光谱分析的原理红外光谱是一种研究物质分子结构的无损分析方法。

当光从外部照射某种物质时，物质分子会吸收或反射部分光线，因而产生特定的光谱响应。

这些响应的特征被称为谱带（spectral bands），可以与物质所含的不同化学键、官能团或结构单元相关联。

通过比较实验光谱与已知光谱的特征，可以从红外光谱中识别物质的成分和结构。

Ⅲ、碳纳米管的红外光谱特征由于碳纳米管的寿命长、强度高、导电性强等特点，使得其具有广泛的应用价值。

在研究中，我们通过红外光谱分析可以得到碳纳米管的有关信息。

在红外光谱分析过程中，碳纳米管有三个可供选择的振动模式：E22、E11和E33。

E22: E22是弯曲模式，它出现在1000至1500 cm -1的范围内，并且SWCNTs 和MWCNTs出现在不同的波数范围内。

E22波数对SWCNTs的直径和壁数沿管轴变化，因此可以用来计算SWCNTs的尺寸，并且可以定量分析SWCNTs的直径。

碳纳米管的生物相容性

墨（直径０．４—２ｎｍ）构成，而多壁碳纳米管（ＭＷＣＮＴ）由直径２—１００ｎｍ的多个同心石墨圆柱
体组成。它们抗张强度高，质量极轻，热和化学稳定性很高，并有金属导体和半导体电学性质。生物医学材料和设备是ＣＮＴ研究的一个主要领域，包括生物传感器、药物和疫苗运输载体，以及新型生物材料。ＣＮＴ作为现有聚合物材料的纳米填充剂，可显著提高机械性能，并能形成高度各向异性纳米复合物。ＣＮＴ用于现有和新型生物医学设备前，应全面考察其毒性和生物相容性。生物相容性是指材料在发挥作用时只引起宿主的适度反应。热解碳用于生物医学移植和涂层材料已几十年，特别是在心瓣膜修复术方面。早期研究表明热解碳心瓣膜血液相容性良好，可很好粘附于内皮细胞，对血小板的粘附和活化作用很小。然而一项有４２０名患者参与的临床研究发现，热解碳涂层支架的效果并不比传统高级不锈钢支架好。类钻石碳（ＤＬＣ）早期体外生物相容性研究表明对巨噬细胞无炎性反应，也未观察到对成纤维细胞和成骨细胞的毒性。几项有关ＤＬＣ涂层的体内实验表明，ＤＬＣ涂布的不锈钢金属植入棒对绵羊骨和肌肉组织无副作用。微粒毒理学研究组织（肺、消化道或皮肤）暴露
芽肿形成。
２．３碳纳米管细胞毒性Ｓｈｖｅｄｏｖａ等考察了未纯化ＣＮＴ对永生化人表皮角质细胞（ＨａＣａＴ）的影响，后者在含未纯化ＣＮＴ
（６０—２４０ｍｇ・Ｌ。１）的介质中培养１８ｈ。接触ＳＷＣＮＴ导致氧化应激加速、细胞活力丧失和细胞结
构形态改变。这些结果由未纯化ＳＷＣＮＴ中高水平铁催化剂引起。另一项研究发现，ＭＷＣＮＴ诱导人表皮角化细胞（ＨＥＫ）产生刺激反应。纯化ＭＷＣＮＴ
＞５００ＩｘＬ
ＳＷＣＮＴ液滴放在ｍ）在沉积部位形成急性炎症和肉芽肿；另一种分散的ＳＷＣＮＴ结构（直径＜５０ｎｍ）在远离沉积部位处产生弥散性间歇纤维化和肺泡壁增厚，但没有持续局部炎症。分散的气溶胶状ＳＷＣＮＴ造成纤维化的结果表明，ＳＷＣＮＴ暴露会对工人健康带来

法投资研究碳纳米管毒性

维普资讯
２０年第３０７期
选择两栖动物与悬浮的碳纳米管接触，随后研究这些两栖动物的死亡率、行为改变以及基因变化等。在碳纳米管与人体健康的专题研究中，将分小鼠实验和人体巨噬细胞试管实验两步进行，以便了解吸入碳纳米管是否会导致小鼠肺部感染，掌握人体巨噬细胞与碳纳米管接触后引起的反应。关于碳纳米管的合成研究，碳纳米管是目前发现的最好的材料之一，但其合成过程中产生的物质对环境还存在一些潜在的威胁。他们研究的主要目的是开发更环保的合成方法，特
管的毒性进行专题研究，以保证这种新型材料的使用安全。法国国家科学研究中心在今后３年内，自国国家健康与医学所和法国图卢兹大学的来法
２Ｏ多位科研人员将参与此项研究。研究分三个专题：碳纳米管与环境、碳纳米管与人体健
康以及碳纳米管的合成。在碳纳米管与环境这一专题中，科研人员将研究碳纳米管对水环境的污染，主要方法是
别是减少合成过程中的气体排放。碳纳米管分多层碳纳米管和单层碳纳米管，其直径为几纳、平板显示器和汽车制造等领域。中国有色矿业集团有限公司与中南大学签署全面合作协议２００７年１月，中国有色矿业集团有限公司与中南大学在湖南长沙签署全面合作协议，内容涵盖联合科技攻关、培养创新人才等诸多方面。中国有色集团是我国国有大型骨干企业，长期致力于全球范围开发有色金属资源，是业务涵盖有色金属地勘、工程、采矿、选矿、冶炼、贸易的国际化矿业公司。目前，已形成了相当规模的海外有色金属资源开发布局，拥有一批极具开发前景的项目，分布在中南部非洲、周边国家、加拿大和澳大利亚等２０多个国家和地区，拥有境外重有色金属资潍８００多万ｔ，铝土矿资源量１亿ｔ跟踪的重有色金属资源量７５．６；２０万ｔ铝土矿储量２．ｔ是我国开，６７亿，发境外有色金属资源量最多的企业。“ 十一五 ” 间，期中国有色集团对外投资额将超过１０亿美元，具有良好的发展前景和巨大的成长空间。中南大学拥有世界上最完整的有色金属学科群，涵盖地质、采矿、选矿、冶金、材料等７个国家重点学科；拥有以国家重点实验室、国防科技重点实验室、国家工程研究中心、１６个省部级研发基地为主体的有色金属科技创新平台等。在此基础上，中南大学在有色金属研发领域取得了一大批国内外领先的标志性成果，为两弹一星、神舟飞船等国家工程提供了关键材料，形成了从成果开发、成果转化和成果产业化紧密配套的科研格局。

影响纳米材料毒性的关键因素

影响纳米材料毒性的关键因素纳米材料的应用前景广阔，包括但不限于医疗、环保、能源等领域。

然而，随着纳米材料被广泛应用，人们开始其潜在的毒性影响。

纳米材料的毒性与其诸多物理化学性质密切相关，其中一些关键因素在本文中将得到详细阐述。

纳米材料毒性是指纳米尺度物质对人体、环境或生物体系产生的有害影响。

例如，某些纳米材料可能对细胞产生氧化应激，引发炎症反应，甚至导致基因突变等。

毒性效应不仅与纳米材料的性质有关，还受其制备方法、表面改性等因素的影响。

纳米材料的粒径对其毒性具有显著影响。

一般来说，粒径越小，纳米材料的毒性可能越高。

这是因为粒径越小，纳米材料与生物体系中的细胞或蛋白质接触的几率越大，从而引发毒性效应。

纳米材料的形态也是影响其毒性的重要因素。

例如，纳米纤维或棒状材料可能比球形或颗粒状材料更具毒性。

这是由于纤维或棒状材料更容易刺入或附着在细胞上，导致细胞损伤或死亡。

纳米材料的组成对其毒性也有重要影响。

例如，由重金属元素组成的纳米材料可能比由非重金属元素组成的纳米材料更具毒性。

这是由于重金属元素可能对人体健康和环境造成更大的危害。

为了评估纳米材料的毒性，可以采用不同类型的实验设计，包括细胞实验、动物实验和人类实验等。

细胞实验是通过培养细胞来观察纳米材料对其生长、增殖和功能的影响。

动物实验是通过将纳米材料注入动物体内，观察其对器官、组织、基因等方面的影响。

人类实验则是通过让志愿者接触纳米材料，评估其对健康的影响。

实验结果分析中，需要结合纳米材料的性质、粒径、形态、组成等因素，以及实验过程中观察到的现象和结果进行深入分析和解释。

例如，如果纳米材料导致细胞凋亡或基因突变，这可能与其粒径过小、形态不规则或组成有毒元素有关。

还需要考虑实验操作的标准化和重复性，以保证实验结果的可靠性和可比较性。

本文从纳米材料毒性的定义出发，详细阐述了影响其毒性的关键因素，包括粒径、形态和组成等。

同时，介绍了评估纳米材料毒性的实验设计与结果分析方法。

碳纳米管的毒性研究进展

碳纳米管的毒性研究进展纪宗斐;张丹瑛;沈锡中;董玲【摘要】In recent years, due to their unique properties, carbon nanotube (CNT) has been demonstrated to be a promising nanomaterial with wide applications in the field of biomedical and material science. Inevitably,there are more and more exposures of the human body to CNT, therefore, whether it is toxic has attracted increasing attention. The internal toxicities of CNT includes pulmonary inflammation and fibrosis,oxidative damage in circulatory system, atherosclerotic disease and immune system abnormity. In this review, we will describe the research advances in the toxicity of CNT.%近年来,碳纳米管(carbon nanotube,CNT)由于其特殊的结构和理化性质,在材料科学和生物医学领域具有潜在的应用前景.随着CNT与人体的接触也越来越多,它是否具有毒性逐渐成为我们所关注的焦点.CNT 的体内毒性主要表现为导致肺部炎症和纤维化,循环系统氧化损伤,动脉粥样硬化及全身免疫系统异常等.本文就CNT毒性效应的相关研究进行了综述.【期刊名称】《复旦学报（医学版）》【年(卷),期】2011(038)006【总页数】4页(P556-559)【关键词】碳纳米管;毒性;发生机制【作者】纪宗斐;张丹瑛;沈锡中;董玲【作者单位】复旦大学附属中山医院消化科上海200032;复旦大学附属中山医院消化科上海200032;复旦大学附属中山医院消化科上海200032;复旦大学附属中山医院消化科上海200032【正文语种】中文【中图分类】TB324碳纳米管（carbon nanotube，CNT）是一种新型碳质纳米材料，由日本学者饭岛（Iijima）于1991年首次发现［1］，又名巴基管，它是一种碳的同素异形体，是继石墨、金钢石和C60之后的碳晶体家族新成员。

碳纳米管对生物体的毒性及防护研究

碳纳米管对生物体的毒性及防护研究碳纳米管是一种非常有前途的材料，拥有众多优异的物理和化学性质。

因此，碳纳米管在材料科学、电子学、药物和医学等领域都有广泛的应用。

然而，根据各项实验研究显示，碳纳米管也有其对生物体产生毒性的潜在问题。

一、碳纳米管对生物体的毒性碳纳米管在生物体内的毒性问题已经引起了全球科学家的广泛关注。

对碳纳米管毒性的评估是非常复杂的，因为它们会产生多种生物效应和影响。

下面是一些已知的碳纳米管毒性效应：1. 碳纳米管可以影响免疫系统。

研究表明，碳纳米管可以导致系统性炎症反应，干扰免疫系统的正常功能，从而增加机体对病原体的敏感性。

2. 碳纳米管可以影响肺部健康。

碳纳米管的直径和长度决定了它们在生物体内的毒性效应。

较长和较粗的碳纳米管可以穿透肺泡并导致肺部疾病。

3. 碳纳米管可以影响细胞的健康。

碳纳米管可以改变细胞的形态和功能，并影响细胞内的代谢和信号传递。

这些效应可能会导致细胞凋亡或死亡。

二、防护研究因此，如何防止碳纳米管的毒性对人类的危害是一个非常重要的问题。

为了解决这个问题，研究人员已经进行了大量的研究，以了解如何防止碳纳米管的潜在毒性影响。

下面是一些现有的防护研究：1. 防护手套。

有研究表明，使用碳纳米管防护手套可以减少碳纳米管对工人的影响。

这些手套具有高强度和耐用性，能够有效减少工人的碳纳米管接触。

2. 面罩。

在高碳纳米管浓度的场合，佩戴面罩是非常必要的。

面罩可以防止碳纳米管被吸入肺部。

3. 暴露限制。

另一种方法是限制人们暴露于碳纳米管的环境中。

这可以通过在工作场所中使用通风系统来实现，或在制造过程中使用电晕沉积等新技术。

4. 研究碳纳米管的生物学特性。

研究人员也正在积极研究碳纳米管的生物学性质，以了解它们对生物体的影响，并利用这些知识开发防护策略。

总之，碳纳米管对生物体的毒性已经引发了全球科学家的广泛关注。

虽然还有很多未知的领域需要进一步研究，但防护研究已经在进行中。

随着科技的不断发展，相信未来我们会有更多有效的防护策略来抵御碳纳米管的潜在毒性影响。

多壁碳纳米管对水稻幼苗的植物毒性研究

入研究发现氧化应激反应和细胞膜的损伤主要出现在高浓度处理组，此时过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性由对照组的（８．８ ±１．６）Ｕ．ｍｇ。。ｐｒｏｔ（ｐｒｏｔｅｉｎ，蛋白质）增加至（１６－３ ± ２．８）Ｕ・ｍｇ～ｐｒｏｔ，丙二醛（ＭＤＡ）含量由对照组的（８．０ ± Ｏ．３）ｍｏ卜ｇ —ＦＷ（ｆｒｅｓｈｗｅｉｇｈｔ，鲜重）增加至（１５．１ ± １．４）ｍｏ卜ｇ～ＦＷ。然而，水稻根系的生化酶活性在低浓度（１０ｍｇ・Ｌ。）时就开始明显降低。通过透射电镜（ＴＥＭ）观
ＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＰｈｙｔｏｔｏｘｉｃｉｔｙＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆＭｕｌｔｉ — ｗａｌｌＣａｒｂｏｎＮａｎｏｔｕｂｅｓｏｎＲｉｃｅＳｅｅｄｌｉｎｇｓ
２０１６年
第１１卷
生态毒理学报
ＡｓｉａｎＪｏｕｎａｒｌｏｆＥｃｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ
Ｖｏ１．１１，２０１６ＮＯ．５９４ — １０２
ＤＯＩ：１０．７５２４／ＡＪＥ．１６７３５８９７．２０１６０３ｌ３００２
２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎａｌｔＢｉｏｌｏｇｙｎｄａＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｙ，ｔＣｈａｎｇｓｈａ４１００８２，Ｃｈｉｎａ

不同长度多壁碳纳米管的细胞毒性

ＣＫ８乳酸脱氢酶（ａｔｔｄｈｄｏｅａｅＤ检测及４－一ｉｍｄｎ一一ｈｎｌｄｌＤＰ）色等方法测定细胞Ｃ一、１ａｅｙｒｎｓ，ＬＨ）ｃｅｇｄａｉｉｏｐｅｙｉｏ６２ｎｅ（ＡＩ染活力和形态，研究和评价不同长度的多壁碳纳米管对神经干细胞产生的生物学效应．研究结果显示，在质量浓度不高于１０／Ｌ的条件下，０ｇｍ多壁碳纳米管对神经干细胞的活性影响与尺寸有一定相关性，但没有表现出明显毒性．研究结果进一步丰富碳纳米管生物学效应毒性评价，有利于促进碳纳米管的应用研究．
ＨＵＷｅ，ＸＯＧＤｎ — ｅ，ＣＮＤｎｄｎＢＩＭｉ・ｕ，Ｎｉｇｓｕ，ＤＮｉ —ｏｇｉＩＮｏｇｍｉＨＥａ —ａ，ＡｎｋｎＩｎ — ｎｇＱｈＥＧＸａｙｎｏ
（ｎｔｕｅｏａｏｈｍｉｒａｄＮｎｂｏｇ，ｃｏｌｆｎｉｎｎｌｎｈｍｃｌｎｉｅｉｇＩｓｔｔｆｎｃｅｓｙｎａｏｉｌｙＳｈｏｏｖｏｍｅｔｄＣｅｉｇｅｒ，ｉＮｔｏＥｒａａａＥｎｎ
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ＳａｇａＵｉｒｉ，ｈｎｈｉ０４４ｈｎ）ｈｎｈｉｎｖｓｙＳａｇａ２０４，Ｃｉａｅｔ
Ａｂｓｒｃ：Ｔｈｕｐｓｆｔｉｔｄｓｔｖｌａｅｔｅｌｎｔｆｅｔｎｃｔｔｘｃｔｆｍｕｔ－ｌｅａｂｎｔａｔｅｐｒｏｅｏｈｓｓｕｙｉｏｅａｕｔｈｅｇｈｅｆｃｓｏｙｏｏｉｉｏｌｉｗａｌｄｃｒｏｙ

纳米材料的生物毒性

•纳米TiO2在涂料、抗老化、污水净化、化妆品、抗静电等方面存在广泛应用 •超细TiO2(<30 nm, 用量2 mg)、大鼠、氧化应激：肺泡巨噬细胞的数量增加，诱导了抗氧化酶的生成；酶活性升高并没有阻止脂质过氧化和过氧化氢的生成，却未能消除TiO2纳米颗粒产生的毒副作用
•用支气管吸入法或支气管注入法研究发现纳米尺度的TiO2颗粒均比微米尺度的TiO2颗粒对肺部的损伤程度大 •TiO2纳米物质的生物效应与尺寸效应有关： 1. 大鼠肺泡巨噬细胞对相同质量、不同尺寸的TiO2(20 和250 nm)粉末的清除：250 nm 的TiO2的清除半减期为177 d; 20 nm 的TiO2的清除半减期为541 d。尺寸越小，越难以被巨噬细胞清除 2.不同尺寸的TiO2(29和250 nm)颗粒对巨噬细胞株 (J774.2 MF)吞噬能力的影响：29 nm比250 nm的TiO2颗粒对巨噬细胞的吞噬能力降低更明显 3.不同尺寸的TiO2(20和200 nm)颗粒对原代大鼠胚胎成纤维细胞的影响：20 nm颗粒处理后微核数目显著升高, 引起凋亡. 而200 nm颗粒并未引起细胞内微核数目的变化
1、磁性纳米颗粒：在小鼠的血管内会逐渐变大，将血管堵塞，最后导致小鼠死亡
2、超细铁粉：铁在环境中广泛存在, 并且是大气颗粒物中主要成分。计量效应：大鼠、57和90μg/m3的超细铁粉颗粒物(72 nm, 3 d)，57μg/m3的无明显效应, 90μg/m3的铁粉颗粒引起了轻微的呼吸道反应。实验中的浓度(90μg/m3)还远远低于可允许暴露的铁粉最高浓度(15μg/m3), 大鼠肺部铁粉颗粒沉积：Fe2O3、铁蛋白、生物活性铁.
•量子点具有独特的光学、电学、磁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

多壁碳纳米管的生物相容性研究的开题报告

多壁碳纳米管的生物相容性研究的开题报告
一、选题背景
多壁碳纳米管(PMWNTs)具有优异的化学、物理和电学性质，广泛应用于生物医学领域，如肿瘤诊断和治疗、药物输送、生物传感等。

PMWNTs可被修饰成不同的形态和功能，以提高其在生物系统中的应用。

然而，PMWNTs对生物系统的毒性和生物相容性仍然存在争议。

了解PMWNTs的生物相容性和毒性对其在生物医学领域的应用具有重要意义。

二、研究目的
为探究PMWNTs在生物系统中的生物相容性和毒性，本研究旨在：
1.评价PMWNTs的细胞毒性，探究其在生物系统中的安全性。

2.评价PMWNTs对生物系统的免疫系统影响，探究其在免疫应答中
的潜在效应。

3.探究PMWNTs在生物系统中的生物降解性和代谢路线。

三、研究内容
1.制备PMWNTs。

2.评价PMWNTs的细胞毒性，选择人肝癌细胞和小鼠巨噬细胞，采
用MTT法和细胞凋亡检测法，评估不同浓度范围下PMWNTs的细胞毒性。

3.评价PMWNTs对生物系统的免疫系统影响，选择小鼠模型，对激
活免疫反应的小鼠进行实验研究，比较PMWNTs与PBS对小鼠免疫应答的差异。

4.探究PMWNTs在生物系统中的生物降解性和代谢路线，采用荧光
染料法和质谱分析法等技术，追踪PMWNTs在体内的降解过程和代谢产物。

四、研究意义
通过研究PMWNTs在生物系统中的生物相容性和毒性，将有助于为其在生物医学领域的应用提供理论和实验基础，为PMWNTs的安全性评估提供参考。

同时，对PMWNTs的毒性和生物相容性的深入了解也可以为开发高效、低毒的PMWNTs材料提供指导。

碳纳米管的潜力和局限性

碳纳米管的潜力和局限性引言：碳纳米管是一种具有许多独特性能和潜在应用的纳米材料。

它们具有高强度、良好的导电性和导热性，以及其它许多引人注目的特性，这使得它们在各个领域具备广泛的应用潜力。

然而，与潜力相对应的是其自身固有的局限性，例如制备难度、成本和毒性等。

因此，全面了解碳纳米管的潜力和局限性对于实现其真正意义上的应用至关重要。

潜力：1. 高强度和优异的力学性能：碳纳米管是已知最强的材料之一，具有与钢相当的强度，却只有钢的1/6重量。

这种出色的力学性能使得碳纳米管在复合材料中成为理想的加强剂，增加材料的强度和刚度。

2. 优异的导电性和导热性：碳纳米管具有优异的电子传导性能，被认为是一种理想的替代材料，可以应用于电子器件和导电材料中。

此外，碳纳米管的导热性能也非常突出，使其成为高效热界面材料的优秀候选者。

3. 超大比表面积和孔隙结构：碳纳米管的内部可以形成纳米级管道结构，这使得其比表面积非常大。

这种特性使碳纳米管在催化剂、吸附材料和分离膜等应用领域具有重要潜力。

4. 卓越的光学性质：碳纳米管中的电子结构和带隙可以调控，使得其在光学和光电子学领域具有广泛应用的潜力，如光传感、光储存和光电器件等方面。

局限性：1. 制备困难和高成本：目前，碳纳米管的大规模制备仍然面临着巨大的挑战。

现有的方法通常过程复杂，成本高昂，并且常常需要严格的实验条件。

这限制了碳纳米管的商业化应用和广泛使用。

2. 毒性和生物相容性：一些研究表明，长期暴露于碳纳米管可能对生物健康产生负面影响。

碳纳米管的长度、形状和化学性质对其毒性起着重要作用。

因此，在碳纳米管的应用中需要更进一步的研究来确定其对环境和生物的影响，并采取相应的安全措施。

3. 结构异质性和可控性：碳纳米管的结构异质性使得其性能具有较大的差异性，从而限制了其广泛应用的一致性和可控性。

解决碳纳米管制备中的结构控制问题是未来研究的重点。

结论：尽管碳纳米管具有许多独特的特性和潜在应用，但其实际应用仍然面临许多挑战。

碳纳米材料对鱼类有毒吗？

Ｍｏｅｄａｓ在他发布资金相关声明时说。清洁空气材料竞赛是七个Ｈｏｒｉｚｏｎ资金项目之一，其目的是促进解决影响欧洲公民问题的技术开发。这些资金对所有来自欧盟成员国家，或与欧盟Ｈｏｒｉｚｏｎ２０２０研究与创新计划相
关的科学家或创新者开放。
（翻译董丽）
碳纳米材料对鱼类有毒吗？
如今市场上有成千上万种纳米材料。从高强复合材料到塑料包装材料，我们都能发现那些基于碳和纤维素的纳米材料。所以不足为奇的，人们很关心这些纳米材料排放到环境中会有什么潜在的影响，并且为此做了大量的研究工作。一篇发表在最新一期Ｃａｒｂｏｎ期刊的文章评估了一系列纳米材料对不同种类鱼的影响。这个研究团队主要研究了两种材料：ｌ、单壁碳纳米管（ＳＷＣＮＹｓ），研究分析了它的电、热、力性能，并提出了可能的应用方向；２、纳米微晶纤维素（ＣＮＣｓ），这种材料具有可生物降解能力，且可以由细菌和植物生产。他们选择斑点叉尾鲴的几种细胞系作为体外研究对
３
现代材料动态
２０１６年笫ｌ１期
纳米微晶纤维素基本对所有细胞系只有很小的细胞毒性，但是对有一种细胞系有较大影响，纳米微晶纤维素会降低该细胞系的活性。但在所有动物的体内研究和体外研究结果表明，纳米微晶纤维素对动物的生长发育没有影响。实验结果表明人们要谨慎使用功能纳米材料，但还有许多问题有待验证。实验结果产生机理还没弄清楚，而且实验所用材料浓度远高于实际环境中的浓度。考虑到纳米材料的使用量逐年上升，更多具有代表性的研究需要进行，如：长期暴露在低浓度纳米材料对水生动物影响。

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碳纳米管对生物体的毒性研究
碳纳米管是一种重要的纳米材料，因其在电子、光学、机械等各个领域的独特
性质而备受关注，具有广泛的应用前景。

然而，随着碳纳米管的全面应用，越来越多的研究表明，碳纳米管存在一定的生物毒性。

因此，研究碳纳米管对生物体的毒性，具有非常重要的现实意义和科学价值。

1. 碳纳米管的毒性来源
碳纳米管的毒性主要来源于其微纳米级别的生物相互作用效应，如与生物分子、细胞、组织等发生的物理、化学相互作用过程。

对于碳纳米管的毒性来源，目前学术界尚没有统一的认识，但据研究发现，碳纳米管毒性的主要来源包括以下几个方面：
（1）碳纳米管的化学成分。

研究表明，碳纳米管可能存在纯度不高、杂质、
缺陷和表面官能团等因素，这些因素可能会影响其对生物体的毒性。

（2）碳纳米管的物理特性。

碳纳米管具有独特的结构和形态，可能会影响其
对生物体的相互作用效应。

比如说，碳纳米管的长度、直径、形状、表面结构等因素都可能会影响其对生物体的毒性。

（3）生物相互作用效应。

碳纳米管在与生物分子、细胞、组织等发生相互作
用时，可能会产生化学反应，形成过氧化物、自由基等有害物质，从而导致生物毒性。

2. 碳纳米管的生物毒性实验
为了研究碳纳米管对生物体的毒性，科研人员采用了多种实验方法，包括体外
实验和体内实验。

（1）体外实验。

体外实验是指在离体条件下，将碳纳米管与细胞、细胞培养基、血清等生物学材料进行相互作用，通过观察细胞形态、细胞毒性指标、膜通透
性等参数来评价碳纳米管的生物毒性。

体外实验的好处是实验操作简便、结果可重复性好，但缺点是与真实生理环境有差异。

（2）体内实验。

体内实验是指在动物体内，注射或灌胃碳纳米管，通过观察动物行为、血液指标、组织病理学等参数来评价碳纳米管的生物毒性。

体内实验的好处是与真实生理环境更接近，但缺点是操作难度较大、实验结果受到动物本身生理差异的影响。

3. 碳纳米管的生物毒性研究成果
目前，有很多的研究表明，碳纳米管具有一定的生物毒性。

例如，碳纳米管可以影响细胞膜的通透性，导致细胞死亡；碳纳米管对DNA、蛋白质等生物分子具有一定的化学反应性；碳纳米管可以引发免疫反应，导致炎症等。

此外，碳纳米管的毒性还受到其物理特性、化学成分、生物相互作用等多种因素的影响。

4. 碳纳米管的生物毒性影响因素
除了碳纳米管自身的特性，还有一些因素会影响碳纳米管的生物毒性。

首先是剂量。

研究表明，碳纳米管的毒性随着剂量的增加而增强。

其次是碳纳米管的生物稳定性。

具有较好生物稳定性的碳纳米管比较不容易被生物分解，对生物体的毒性也比较大。

此外，碳纳米管的形态、表面性质等也会影响其生物毒性。

5. 碳纳米管的生物安全应用
虽然碳纳米管的生物毒性研究已经取得了一定成果，但要做到安全的生物应用仍然面临着巨大的挑战。

在使用碳纳米管时，应该尽可能减少碳纳米管对生物体的毒性影响。

例如，开展更加深入的生物毒性研究，优化碳纳米管的化学成分、形态和表面性质等，增加碳纳米管的生物稳定性等。

此外，在碳管应用过程中，还需要注意其使用方法和剂量，以及尽量减少空气中碳纳米管的释放等。

总之，碳纳米管的生物毒性问题已经引起了广泛的关注。

在进一步开发碳纳米管的应用前景的同时，也要深入研究其对生物体的毒性机制和影响因素，以确保碳纳米管的生物安全应用。