纳米碳团簇与原生动物作用的生物效应
纳米碳团簇（主要指C60衍生物和碳纳米管）由于其奇异的物理和化学性质而成为纳米材料研究的热点之一，21世纪，生命科学是各国政府和科学家优先发展的少数最重要领域之一，各个领域科学和技术发展的最新成果都竞相在生命科学研究中作出自己的贡献，因此，C60和碳纳米管的研究重点也逐步从物理学、化学和材料科学向生物医药领域转移。纳米碳团簇的生物效应是它们在生物医药领域应用的基础，目前国内外学者研究的主要内容是纳米碳团簇如何与活的生物系统相互作用以及如何影响生命过程，研究对象均为活体动物或人和哺乳动物的细胞，未见有富勒醇和碳纳米管与原生动物作用的生物效应的报道。本文首次研究了富勒醇和碳纳米管与原生动物作用的生物效应，主要取得了以下结果：
1.从存活率，细胞形态以及细胞超微结构，酶活性和脂质过氧化产物方面检测了不同剂量的60Coγ射线对单细胞原生动物贻贝棘尾虫的损伤作用，结果表明虫体在受照射初期没有表现出受损伤，而到了后期才会从生殖力下降表示出来，辐照能导致其生殖力下降，且剂量越大，影响越大。低剂量组中贻贝棘尾虫细胞的形态没什么变化，而在高剂量组中贻贝棘尾虫细胞的大核，线粒体和小核均发生较大的变化，当剂量为2000Gy时，细胞无完整的结构。辐照导致SOD和CAT的酶活性降低，MDA和LIP的含量升高。
2.研究了γ射线辐照下富勒醇是否能通过其抗氧化性及清除自由基的特性，对贻贝棘尾虫起到保护的作用。结果表明当剂量为100-1500Gy时，富勒醇能明显提高贻贝棘尾虫γ辐照后的存活率，最明显的防护效果出现在富勒醇浓度为0.1mg ml-1，当剂量达到2000Gy时，富勒醇对存活率无明显影响，表明富勒醇对贻贝棘尾虫γ辐射防护作用不仅和它的浓度有关，而且与γ辐射剂量相关。显微镜观察结果在细胞和亚细胞层次揭示了贻贝棘尾虫辐射损伤的结构特征，并给出了富勒醇防护作用的附加证据。实验表明富勒醇能通过清除自由基，刺激SOD和CAT的活性，同时减少细胞膜上的脂质过氧化反应，达到对贻贝棘尾虫的辐射防护作用。因而可能是一种潜在的辐射防护剂。
3.研究了纳米碳团簇对贻贝棘尾虫和四膜虫生长的影响，结果显示在一定浓度范围内，随着富勒醇浓度的增加，两种生物体的存活率都呈下降趋势，高浓度的碳纳米管（>10μg ml-1）对贻贝棘尾虫的生长有抑制作用，相反，当浓度降至足够低时（<1μg ml-1）对生长却有促进作用。荧光染料哑啶橙染色方法观察到富勒醇浓度为0.25mg ml-1时均能导致贻贝棘尾虫和四膜虫的大核受到不同程度的损伤。对浓度为200μg ml-1的碳纳米管实验组，碘化丙啶染色方法观察到贻贝棘尾虫的细胞膜和两个大核均有不同程度的损伤。检测体内抗氧化酶和脂质过氧化产物的结果显示高浓度的富勒醇导致贻贝棘尾虫体内抗氧化酶的活性降低，脂质过氧化产物增加。研究结果为富勒烯衍生物和碳纳米管的生物毒性或安全性提供了有关机理的实验资料。
- 作者：
- 赵群芬
- 学位授予单位：
- 中国科学院上海应用物理研究所
- 专业名称：
- 无机化学
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2005年
- 导师姓名：
- 李文新
- 中图分类号：
- TB383
- 关键词：
- 纳米碳团簇；生物效应；原生动物；富勒醇
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