博士论文-碳纳米管金属残留物表征及其生物安全性研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 葛翠翠 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2011 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 陈春英 |
| 关键词 | 碳纳米管 金属残留物 定量分析 自由基 气管滴注 |
| 学位专业 | 生物无机化学 |
| 中文摘要 | 碳纳米管具有独特的机械学、电子学、光学性质，在信息、光电、生命、能源、传感、材料等各个领域有着广泛的潜在应用，与此同时，碳纳米管的生物安全性引起越来越广泛的关注，然而许多研究结论不一致，甚至相互矛盾，主要在于样品之间的差别，其中金属催化剂残留物是重要因素之一。目前缺乏可靠的定量分析碳纳米管中金属残留物的方法，因此本论文首先利用中子活化分析（NAA）的优点，将其与电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）结合起来，建立测定碳纳米管中金属杂质的高灵敏、高准确的定量分析方法。在目前没有碳纳米管标准参考物（金属杂质含量已知）的情况下，作为一种非破坏性的定量分析方法，中子活化的分析结果可看作是对碳纳米管中金属杂质真实含量的最好估计。ICP-MS分析结果与样品的预处理过程有很大关系，通过比较不同预处理条件下ICP-MS的结果和NAA结果，对ICP-MS样品预处理进行条件优化。; 通过研究不同生物体微环境中碳纳米管金属残留物的动力学溶出，发现一定量的金属能够溶出至微环境中，影响金属溶出的因素包括环境的pH、金属的酸溶性、蛋白（酶或血清）、溶出时间等；电子自旋共振（ESR）实验证明酸溶出金属能够生成自由基，并且自由基信号强度同pH、金属含量和金属种类有关，是酸溶出金属而不是难溶的固相金属颗粒或CNTs本身生成自由基；细胞试验证实碳纳米管自身和金属残留物都可以降低细胞活力，金属残留物的作用更大，细胞活力的降低同胞内产生过多的活性氧（ROS）有关。在CNTs几种主要金属残留物中，Fe在自由基的生成、细胞活力的降低和胞内ROS的生成中占重要作用，其潜在机理可能与胞内可螯合性Fe池（LIP）增加和转Fe蛋白受体（TfR）降低有关。; 最后从动物水平研究气管滴注金属含量不同的单壁碳纳米管（SWCNTs）对原发性高血压大鼠（SHR）肺部和心血管系统的急性效应。发现SWCNTs短期暴露造成可恢复性急剧肺部损伤（炎症、氧化应激、细胞毒性和内皮损伤），可恢复性系统损伤（肝损伤和心肌损伤），并且诱发了一定成度的内皮功能紊乱和增加了心血管风险，而这种损伤短期内是不可恢复的。病理观察验证了前面的结论，包括肺部炎症和多聚焦肉芽瘤，动脉血管重建、血管周围肌细胞恶化、外围血管损伤。此外，金属残留物的存在会加剧损伤，Fe含量高的SWCNTs比Fe含量低的SWCNTs造成的损伤更严重，说明在研究碳纳米管生物安全性时不可忽视金属残留物的作用。 |
| 学科主题 | 生物无机化学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209318]  |
| 专题 | 多学科研究中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 葛翠翠. 博士论文-碳纳米管金属残留物表征及其生物安全性研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011. |
入库方式： OAI收割
来源：高能物理研究所
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