纳米颗粒由于其特殊的物理结构，表现出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质与普通材料相比有显著的不同。近年来，随着纳米材料在农业、工业、信息产业、环保能源和生物医药等方面的广泛应用，它们的安全性也得到了高度的关注和大量的研究。其中，纳米氧化锌与纳米氧化钛由于其优异的光催化能力，紫外吸收功能和化学稳定性，被广泛应用于废水处理，防晒化妆品以及抗菌材料中。近期研究表明，纳米氧化锌和纳米氧化钛的光催化下所产生的自由基会造成皮肤损伤，损伤程度取决于某些环境因素。亚硝酸盐存在于汗液、唾液和血液等体液中，并且会随着汗液的蒸发改变它在皮肤上的含量。此外，它作为防腐成分也广泛应用于化妆品中。早期研究有注意到亚硝酸盐和纳米氧化钛在紫外光照下会导致皮肤损伤，但对一些重要因素的分析研究较少。本文中以牛血清白蛋白作为蛋白质模型，以人表皮角质形成细胞作为细胞模型，从蛋白质损伤和细胞毒性两个方面研究了在亚硝酸盐存在时，纳米氧化锌和纳米氧化钛光催化损伤皮肤的影响以及机理，并在此基础上探讨了抗坏血酸对这种光损伤的保护作用。主要内容包括以下几个方面：1、利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱及同步荧光光谱的方法检测了牛血清白蛋白在亚硝酸盐环境中，不同粒径的纳米氧化锌和不同波段的紫外光照下，对牛血清白蛋白的二级结构的损伤及主要的损伤位点，并且探讨了在这一过程中纳米氧化锌的浓度，亚硝酸盐的浓度，光照时间和溶液pH值的影响。结果显示，亚硝酸盐的加入明显加剧了牛血清白蛋白结构的改变，损伤位点主要集中在色氨酸残基上，酪氨酸残基其次。不同的纳米粒径和不同波段的紫外光照对蛋白质结构的改变均有不同的影响。总体来说，254nm紫外线对牛血清白蛋白结构的损伤明显多于相同输出功率的365nm紫外线，蛋白质的光损伤程度与纳米氧化锌浓度，亚硝酸盐浓度，光照时间以及溶液pH值成正比。2、通过MTT比色法检测人皮肤角质形成细胞的存活和生长情况，并且通过荧光染色细胞核的方法观察细胞的凋亡情况。结果表明，粒径较小的纳米氧化锌对皮肤细胞的毒性较大；亚硝酸盐加剧了纳米氧化锌和纳米氧化钛对皮肤细胞的光毒性，导致了人表皮角质形成细胞的凋亡。3、利用免疫印迹检测亚硝酸盐和纳米氧化锌或纳米氧化钛光催化损伤之后的牛血清白蛋白的氧化修饰和酪氨酸硝化修饰，并且利用免疫荧光的方法在倒置荧光显微镜下观察光损伤的人表皮角质形成细胞中3-硝基酪氨酸的分布状况。实验结果表明，亚硝酸盐促进了牛血清白蛋白的氧化，导致了蛋白质酪氨酸硝化。在光损伤的人表皮角质形成细胞中，亚硝酸盐也致使胞内蛋白质酪氨酸硝化；其中，被硝化的蛋白主要集中在细胞质中，细胞核、细胞骨架和胞间连丝中也有少量蛋白被硝化。4、通过免疫沉淀和蛋白质质谱分析鉴定技术，找到了在人表皮形成细胞中被硝化的主要蛋白质cystatin-A,计算出了被硝化的氨基酸残基位点。结合相关的报道和实验结果，提出了细胞中亚硝酸盐促进纳米二氧化钛光毒性的反应机制。亚硝酸盐一方面光解产生一氧化氮激活细胞凋亡诱导因子，诱导Caspase非依赖性细胞凋亡；另一方面，亚硝酸盐与纳米二氧化钛在光照下生成大量活性氮，导致细胞内大量cystatin-A蛋白被硝化，阻断了cystatin-A对caspase活性的抑制，导致光照下细胞进入caspase依赖性凋亡途径。因而，认为亚硝酸盐加剧了纳米二氧化钛对细胞的光毒性。5、利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱的检测方法，研究了抗坏血酸对于牛血清白蛋白在亚硝酸盐和纳米氧化锌或纳米二氧化钛光催化损伤后的保护作用。结果表明，抗坏血酸能够降低光照下纳米氧化锌或纳米二氧化钛和亚硝酸盐对蛋白质二级结构的破坏，并且显著降低该体系对蛋白质的氧化损伤和硝化损伤。