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納米安全性:保證量子點(diǎn)安全應(yīng)用的途徑

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納米安全性:保證量子點(diǎn)安全應(yīng)用的途徑
         日前,高能所-國家納米科學(xué)中心“納米生物效應(yīng)與安全性聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”關(guān)于量子點(diǎn)生物安全性研究的成果,發(fā)表在毒理學(xué)領(lǐng)域影響因子zui高的學(xué)術(shù)刊物Toxicology and Applied Pharmacology, 230(2), 364-371, 2008,并被選為該期封面文章。

    據(jù)該實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人趙宇亮研究員介紹,與傳統(tǒng)有機(jī)發(fā)光材料相比,量子點(diǎn)發(fā)光效率高、頻率寬,波長可通過顆粒尺寸大小調(diào)節(jié),量子效應(yīng)明顯,被廣泛應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,但量子點(diǎn)的生物安全性一直是其醫(yī)學(xué)應(yīng)用的瓶頸,而這一研究成果為尋找消除量子點(diǎn)生物毒性的方案提供了依據(jù)。

    研究人員采用水溶性量子點(diǎn)CdSeS(外包裹硅),利用動物實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)研究了水溶性量子點(diǎn)的生物動力學(xué)行為,建立了基于等離子體質(zhì)譜的 Cd含量分析方法,檢測小鼠的血液、器官和不同時(shí)間的排泄物中的CdSeS濃度,并通過器官組織病理分析和一系列體外實(shí)驗(yàn)確定了CdSeS量子點(diǎn)的一系列重要生物學(xué)行為。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在生物體內(nèi)CdSeS量子點(diǎn)的半衰期為19.8±3.2 h,清除速率為57.3±9.2 ml/h/kg,靶器官主要是肝和腎。

    研究人員發(fā)現(xiàn),量子點(diǎn)的代謝方式與其在體內(nèi)的聚集形態(tài)直接相關(guān),更為復(fù)雜的是,聚集形態(tài)又與它們和蛋白相互作用的方式有關(guān)。進(jìn)入生物體內(nèi)的量子點(diǎn),小部分繼續(xù)保持原狀進(jìn)入腎臟,被腎小球毛細(xì)管過濾,5日內(nèi)以小分子結(jié)構(gòu)通過尿液排出體外;大多數(shù)量子點(diǎn)會吸附蛋白與蛋白質(zhì)結(jié)合,聚集成大顆粒進(jìn)入肝臟代謝,經(jīng)糞便排出體外。但還有約8.6%的量子點(diǎn)由于聚集形態(tài)不同,長時(shí)間仍留在肝臟組織中,難以被機(jī)體清除,成為導(dǎo)致量子點(diǎn)毒性的主要因素。因此,調(diào)控量子點(diǎn)與體內(nèi)蛋白相互作用產(chǎn)生的復(fù)雜聚集形態(tài),減少長時(shí)間仍留在肝臟組織的聚集態(tài)的形成,是解決其生物毒性,保證安全應(yīng)用的有效途徑。
 

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