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本论文研究了多壁碳纳米管(MWCNTs)对苯的吸附作用, MWCNTs吸附苯后对苯在生物体内分布方式及对小鼠肺部的影响,纳米二氧化钛(TiO2)的生物体内分布和系统生物效应。研究结果和结论如下:
1)采用正己烷萃取-气相色谱分析的方法研究了MWCNTs对苯的吸附作用。当体系中多壁碳纳米管与苯以质量比1:1时,吸附效果和吸附物分散性良好,气相色谱分析显示,多壁碳纳米管对苯的吸附值约为0.61 mg/mg。
2)初步研究了MWCNTs对苯在生物体内分布方式的影响,评估了苯,MWCNTs和苯-MWCNTs复合物对肺部的影响。将0.1 mg苯以及0.1 mg MWCNTs和相同剂量苯-MWCNTs复合物分别经气管滴注到小鼠的肺部,发现单独滴注0.1ml苯溶液(1 mg/ml)后,苯在小鼠肺部含量随时间变化迅速减少,在1h时几乎减少到本底水平。但滴注MWCNTs-苯复合物后,苯在肺部含量在1h后随时间变化减少缓慢,6小时后仍保持在0.025μg水平。在滴注后的第3天和第7天,苯-MWCNTs复合物组小鼠肺灌洗液中白细胞数,总蛋白含量和乳酸脱氢酶(LDH)活性明显高于其它组。
3)利用电感耦合等离子体-质谱(ICP-MS)研究了经小鼠尾静脉注射的粒径为3 nm的TiO2在小鼠体内的分布。结果发现,TiO2经尾静脉注射后随血流很快被转运到全身,主要被肝,脾和肺摄取,其中,TiO2在肝中摄取率在3h时达到最大值,为9.15%,TiO2在脾和肺中的摄取率则在24h时达到最大值,分别为15.54%和67.14%。
4)研究了粒径为3 nm的TiO2经气管滴注后的系统生物效应。将3 nm的TiO2连续滴注到小鼠肺部,连续滴注4周,每周1次,总滴注剂量为13.2 mg/kg。ICP-MS的测定结果表明,滴入肺部的纳米TiO2颗粒能够穿过气血屏障进入血液循环进而通过血脑屏障进入脑部。组织病理变化、肺灌洗液中生化指标以及脑匀浆液生化指标的变化表明,滴入肺部的TiO2颗粒会随血流到达肺外其它器官并引起不同程度的损伤。
本研究结果可以积累基本的实验数据,为建立纳米材料职业安全性标准提供科学依据,同时也为相关纳米药物的研发提供参考。