基于荧光探针评价雾霾的基因毒性新方法研究

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chinadyh
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空气环境污染随着经济飞速发展越来越突出。人类许多活动如工业生产和交通等造成空气环境污染。雾霾颗粒物(PM2.5,PM10)是主要空气污染物之一,特别是PM2.5(细颗粒物)其体积微小,可以通过吸入或皮肤接触进入人体,穿透人的支气管和肺,对人体造成严重伤害。大量流行病学研究表明,长期接触PM2.5可导致多种呼吸和心血管疾病,甚至引起肺癌。PM2.5的某些成分可以诱导生物系统的氧化应激,可以诱导器官产生毒性,比如细胞毒性、组织毒性及基因毒性等。现在大多数的研究是从细胞或组织层面评价雾霾的毒性,但在基因层面上对雾霾的毒性评估的研究较少,所以发展在基因层面进行雾霾毒性评价的体外测定方法显得尤为重要。因此,本学位论文旨在建立基于荧光探针对光诱导雾霾产生的羟基自由基进行定量测定方法进而发展雾霾体外基因毒性评估新方法。该学位论文为雾霾体外基因毒性评估提供了新方法,具有重要的科学意义和现实意义。本学位论文由引言和研究报告两部分组成。第一部分为引言,即第一章,简要介绍了 PM2.5/PM10毒性研究的意义及其细胞毒性、组织毒性和基因毒性,综述了羟基自由基的检测方法和防晒霜的研究进展,提出了本论文的研究目的和研究内容。本论文第二部分为研究报告,由第二章和第三章组成。第二章为光照雾霾产生羟基自由基荧光探针法评价雾霾基因毒性新方法研究。本章研究由4部分组成。(1)基于羟基自由基使对羟基苯基荧光素(HPF)荧光信号增强原理建立了一种荧光法测定羟基自由基(·OH)的新方法。电子顺磁共振波谱法(ESR)证明了在紫外光照条件下雾霾颗粒(PM2.5、PM10)水悬浮液可以产生羟基自由基(·OH)。该羟基自由基可极大的增强HPF在515 nm处的荧光信号,基此,建立了一种评价雾霾产生羟基自由基(·OH)的新方法。(2)8-OHdG常作为评价氧化应激和癌变的基因生物标志物。羟基自由基可将2’-脱氧鸟苷(dG)氧化生成8-羟基-2’-脱氧鸟苷(8-OHdG)。本工作提出采用高效液相色谱法测定由雾霾产生的羟基自由基(·OH)使dG转化而来的8-OHdG,雾霾基因毒性的新标准为在生理条件下dG转化为8-OHdG的转化率与8-OHdG/dG的比率(1/106)相比高出的倍数表示基因毒性的大小,即以0.4mg/mL PM2.5-1.00 mM dG体系中,光诱导PM2.5产生羟基自由基使dG转化为8-OHdG的转化率定义雾霾基因毒性,并定义高于生理条件下转化率1000倍为高毒性,高于生理条件下100倍小于1000倍为中等毒性,低于生理条件下转化率10倍为小毒性。(3)假设在固定光照条件下雾霾产生羟基自由基量一定,将荧光探针法测量所得荧光强度变化与雾霾产生自由基使dG转化为8-OHdG的毒性评价指标相关联,建立了基于荧光探针评价雾霾基因毒性的新方法。(4)利用所建立的荧光探针评价雾霾基因毒性的新方法,对中国西安市地区采集的PM2.5的毒性进行了评价,发现不同时间收集的PM2.5的基因毒性不同。该研究工作为雾霾体外基因毒性评估提供了新方法。第三章为荧光探针法评价防晒霜基因毒性初步研究。众所周知防晒霜具有防紫外线照射的作用。但是,防晒霜在光照下也可能产生羟基自由基。本章将第二章所建立的荧光法评价雾霾基因毒性的新方法应用于防晒霜基因毒性的评价。对8种不同品牌的防晒霜,利用扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)进行了颗粒微观成像和元素分析;利用ESR法及荧光探针法对其是否在光照条件下产生羟基自由基进行验证。实验结果表明,实验所用的8种防晒霜在紫外光照条件下均可以产生羟基自由基,发现含有钛元素的防晒霜比不含有钛元素的防晒霜中产生的羟基自由基更多,而产生的羟基自由基得量随钛元素的含量增加而增加。其原因可能归于防晒霜中所添加的光敏物质二氧化钛。通过评估防晒霜产生羟基自由基对人体皮肤的影响等还有待继续研究。该研究工作为防晒霜的选择和研制更健康的防晒霜提供了一些参考。
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