纳米材料与细胞作用的综述

毕业设计（综述）

纳米材料与细胞作用的研究综述

The Review of The Interaction of Nano Materials and

Cells

申请学位：学士学位

院系：药学院

*名：***

学号：*********

指导老师：张怀斌（讲师）

二0一四年六月十二日

目录

摘要 (1)

Abstract (2)

引言 (3)

1纳米ZnO的制备及性质 (3)

1.1 纳米ZnO的制备 (3)

1.1.1 制备方法的概述 (3)

1.1.2 醋酸锌法制备纳米ZnO (3)

1.2 纳米ZnO的性质 (5)

2纳米ZnO与不同细胞的相互作用 (5)

2.1 纳米ZnO与人支气管上皮细胞(BEAS-2B) (5)

2.2 纳米ZnO黄曲霉细胞的相互作用 (6)

2.3 对白色念珠菌的生物毒性 (6)

2.4 纳米ZnO对人胚肺成纤维细胞（HELF）的生物毒性的剂量效应 (7)

2.5 尺寸效应对ZnO纳米粒子对洋葱表皮细胞作用的影响 (8)

3展望 (9)

3.1 发展与应用 (9)

3.2 缺点与改进 (10)

参考文献 (11)

致谢 (13)

纳米材料与细胞作用的研究综述

孟凡飞

摘要: 从近年来对于纳米材料的安全性评价的工作进展看，人们对于现今应用较广的ZnO纳米材料的生物安全性研究较少。本文将着重阐述ZnO纳米材料在机理、剂量、尺寸方面对不同生物细胞的相互作用，为做好纳米材料使用的安全防护工作、研究纳米材料在生物安全性方面的影响、建立一套研究纳米材料安全性评价的方法提供必要依据。关键词: ZnO纳米材料；机理；剂量；尺寸；生物细胞；相互作用

The Review of The Interaction of Nano Materials and Cells

MENG Fan-fei

Abstract：From the recent progress about the safety evaluation of nano materials,The research on biological safety of ZnO nano materials that are widely used today is very less. This paper will focuse on the interaction of different biological cells and ZnO nano particles in mechanism, dose and size,to do a good job about security protection of nano materials used, research the effects of nano materials in the biological safety, provide the necessary basis for the establishment of a set of research method on safety evaluation of nano materials.

Keywords：ZnO nano materials；mechanism；dose；size；biological cells；interaction

引言

纳米材料是指至少在一维空间上粒径不大于100nm的材料，主要有四大类：纳米粉末，如纳米ZnO粉末；纳米纤维，如碳纳米管；纳米膜，如纳虑膜；纳米块如ZrO2和TiO2纳米块体。由于其尺寸很小，结构特殊，因此具有许多新的物理化学特性，如尺寸效应、大的比表面、极高的反应活性、量子效应等[1]。随着纳米技术的产业化，各种纳米材料因其优良特性及新奇功能而具有广泛的应用前景，遍及工业、农业、制造业、军事、医疗等诸多领域[2]。而日常的生活用品中，如化妆品、食品、织物、涂料、抗菌材料等，也含有纳米材料，人们接触纳米材料的机会同益增多[3]。由此，纳米材料的生物效应和安全性问题也凸显出来，尤其是纳米颗粒对人体健康、生存环境和社会安全等方面是否存在潜在的负面影响。毒理学研究结果表明纳米颗粒可以以各种途径进入人体或生物体，包括吸入、摄食吸收、皮肤渗透等，随后在生物体内产生不同水平的毒理学效应[4]。

目前体内外的实验证实纳米ZnO可在不同程度上对细菌、水生生态动物、哺乳动物细胞产生毒性作用，对多种正常或不正常细胞产生相互作用[5]。

1 纳米ZnO的制备及性质

1.1 纳米ZnO的制备

1.1.1 制备方法的概述

目前实验室制备的方法主要有以下几种：

（1）醋酸锌法

以ZnAc2·2H2O为原料，经溶解，加热回流，沉淀，洗涤，离心，干燥得本品。然后表征，经SEM(扫描电子显微镜)测试，X射线衍射，HRTEM(高分辨率的透射电镜)测试得本品。这也是主要的制备方法。

（2）氢氧化锌法

利用硝酸锌制得前驱氢氧化锌，在600℃保持2h，高温热分解得纳米氧化锌。（3）直接沉淀法

在可溶性锌盐中加入沉淀剂后，当溶液离子的溶度积超过沉淀化合物的溶度积时，即有沉淀从溶液中析出。沉淀经热解得纳米氧化锌。常见的沉淀剂为氨水、碳酸铵、和草酸铵。此法操作简单易行，对设备要求不高，成本较低，但粒度分布较宽，分散性差，洗涤原溶液中阴离子较困难。

1.1.2醋酸锌法制备纳米ZnO

将适量ZnAc2·2H2O称量后加入到三口烧瓶中，用量筒量取一定体积的Xylene

溶剂，加入三口烧瓶，搅拌溶解。随后称取DBS加入到上述的体系并加入一定的量50％N2H4·H2O的乙醇溶液。反应在室温条件下进行。在滴加的初期，微混的微乳液会逐渐澄清，但是随着滴加过程的进行，开始出现白色沉淀，直到反应结束，沉淀始终存在。在滴加完毕后，继续搅伴14小时以上，然后加热回流。回流完毕后，在离心作用下将固体沉淀从溶液中分离出来。将沉淀用特定的溶剂洗涤，以除去多余的杂质，经过多次的洗涤、离心后，将沉淀在低温的真空条件下进行干燥或者自然干燥，得到干爽的粉末，粉末可以用来测试结构和性能。更换溶剂和表面活性剂得到其他形貌的产物。在实验中，对样品进行了表征，方法如下所示：

(1)．SEM测试所用的仪器型号是JEOL S4800，加速电压5KV。样品制备：将一小片5wanx5minx2mm的玻璃片在醇中超声清洗并干燥后，将待粉测末样品在乙醇中超声分散后，滴在干净的玻璃片上，在室温下晾干后进行喷金处理，处理完毕后可以进行测试。

(2)．X射线射实验所用的仪器是日本生产的衍射仪(Rigaku，Dmax2Cu-Ka)，所用波长为1.5406Å，工作电压为40KV，电流为30mA，扫描速度为00100/s。样品是粉末态，装在一个有凹糟的平面玻璃板上，压平后进行测试。

(3)．HRTEM测试在JEM2100F型高分辨透射电镜上进行。JEM高分辨透射电镜的相关参数为：加速电压，200kV；晶格分辨率，0.14nm；分辨0.23nm；放大倍数2000-1500000。配有X射线能谱仪和多扫描CCD相机[6]。扫描图像如下图1.