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随着纳米科技的迅速发展,纳米科技的产品将越来越多应用到人们的日常生活中,人们接触纳米材料的机会也将大大增加,因此,纳米材料所产生的生物效应已经不容忽视。目前关于纳米材料从母体转运到胚胎能力的研究还比较少,而有关氧化铁纳米材料的还未见详细报道。
氧化铁纳米材料因具有良好的顺磁性,在靶向药物运输、治疗肿瘤及磁共振成像等方面有着诱人的应用前景。本论文首先对氧化铁纳米颗粒进行了荧光标记,观察其在BV2小胶质细胞中的分布和定位,同时也研究了氧化铁纳米颗粒从母体转运到子代的能力及其生殖毒性。主要研究内容及结果如下:
1.选用Alexa Fluor 488系列荧光染料,实现了对柠檬酸修饰氧化铁纳米颗粒和氨基硅烷修饰氧化铁纳米颗粒的荧光标记。
2.氧化铁纳米颗粒与BV2细胞共孵育后,发现两种电荷的纳米颗粒均能跨越质膜进入细胞内并分布于溶酶体中。但是表面电荷的不同使纳米颗粒跨膜进入细胞的能力有所不同,负电荷的柠檬酸修饰氧化铁纳米颗粒更容易跨越细胞膜进入细胞内。
3.研究了表面电荷不同的氧化铁纳米颗粒从母体转运到胚胎的能力,通过同步辐射X射线荧光技术和电感耦合等离子体检测到暴露果蝇子代胚胎中铁元素含量增加,证明纳米氧化铁颗粒能够从母体转运进入胚胎中,并且不同表面电荷的氧化铁纳米颗粒其转运能力大小顺序为CA-Fe3O4>APTS-Fe3O4>Fe3O4。
4.研究氧化铁纳米铁材对果蝇生殖能力和寿命的影响。结果显示,暴露果蝇的生殖能力发生变化且具有剂量效应和表面电荷依赖性。低剂量暴露使果蝇产卵能力下降的顺序:APTS-Fe3O4>CA-Fe3O4>Fe3O4。高剂量作用下,纳米颗粒使果蝇寿命显著缩短能力为CA-Fe3O4>Fe3O4>APTS-Fe3O4。暴露果蝇子代成活率统计发现,果蝇暴露所产子代成活率有所降低。
综上所述,体外研究发现氧化铁纳米颗粒能够跨越BV2细胞质膜进入细胞内,并分布于溶酶体内。体内研究发现氧化铁纳米颗粒能够从果蝇母体转运至胚胎内,并且诱导果蝇生殖能力发生变化。此外,氧化铁纳米颗粒的跨细胞质膜及转运能力受其表面电荷的影响。