金纳米粒子的细胞毒性(三)：胞吞作用
2016-08-16 12:54来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
纳米颗粒的大小及其表面配体在细胞胞吞过程中的作用
实际上在研究AuNPs和细胞的作用时，胞吞作用(endocytosis)，即颗粒进入细胞的作用过程，是第一位要研究的现象。大体分来，胞吞作用可分为吞噬作用(phagocytosis)、胞饮作用(pinocytosis)以及受体介导胞吞作用(receptor-mediated endocytosis，RME)。吞噬作用是以大的囊泡形式(常称为液泡)内吞直径达几微米的固体复合物、微生物以及细胞碎片等的被噬取过程。胞饮作用是指以小的囊泡形式将细胞周围的微滴状液体(直径一般小于1微米，常含有离子或小分子)吞入细胞内的过程。胞饮作用不具有明显的专一性。这种胞吞常常造成细胞的坏死而形成坏死细胞(necrotic cells)。受体介导的胞吞作用是指被内吞物(称为配基) 与细胞表面的专一性受体相结合，并随机引发细胞膜的内陷，形成的囊泡将配基裹入并输入到细胞内的过程，它是一种专一性很强的胞吞作用。AuNPs的内吞属于受体介导的胞吞作用，具有很强的专一选
择性。在研究纳米颗粒和细胞的相互作用过程中，RME是第一位要考虑的机理，一个外来的配基结合细胞表面上的受体而进入细胞。细胞表面上受体的浓度以及受体和配基的作用力决定了胞吞的强度。温度对RME也有重要影响，例如在低温时金纳米颗粒将不进入细胞，而是贴在细胞膜上。
在研究AuNPs的胞吞作用时，上面提到的两个因素，即颗粒大小和吸附在颗粒表面的配基性质具有极为重要的意义，后者能和细胞表面上的蛋白受体相结合从而进入细胞。当研究AuNPs的尺寸因子和表面改性的影响时，首先要观察的是AuNPs是否进入了细胞，AuNPs在细胞内的分布以及能否形成聚集体等问题。
Huang等，Oh等和De等利用电子显微镜研究了AuNPs在进入细胞后在各个部位的分布，并作了十分细致的工作。例如Huang等利用静脉注射研究了2，6和15 nm AuNPs在小鼠的肿瘤细胞内的分布，所用的是巯丙酰甘氨酸(Tiopronin)保护的AuNPs。他们发现2 nm和6 nm的AuNPs能分布在癌细胞的胞质和细胞核中，而15 nm AuNPs只在胞质中存在，而且形成了聚集体。Chithrani等用电镜研究发现包覆有柠檬酸的AuNPs是通过RMS机理进入Hela 细胞的，并证明了当AuNPs颗粒的直径等于50 nm时，AuNPs进入Hela细胞的数目达到最大值，在此之后，进入细胞的数目变少。
Jiang等在研究AuNPs对细胞的作用时，利用5,10和25 nm由聚乙烯吡咯烷酮(PVP)保护的AuNPs，以及AuNPs的自由聚集体和在固体表面上固定的聚集体对Hela细胞的活性进行了研究，证明了粒径在50 nm以下的AuNPs能被细胞胞吞，并对细胞产生毒性的事实。同时发现，其中被胞吞的大粒径AuNPs比小颗粒易于形成聚集体，从而具有更大的毒性。但当颗粒太大(或者在细胞外形成聚集体)无法进入细胞时，反而会促进细胞的生长。
金纳米颗粒自组装 1 引言 纳米技术(nanotechnology）是研究结构尺寸在0.1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。目前纳米技术涉及领域主要包括：化工、能源、材料、生物医学等。尺寸为纳米级别的物质其性质也会发生变化，出现既不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质特殊性能，把这种具有特殊性能材料称为纳米材料。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础，可以以很多形状存在，例如球状、棒状、片状、星状、线状、枝杈状等。由于纳米材料的较小尺寸，使它产生出小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应等，从而具有传统材料不具备的特异的光、电、磁、热、声、力、化学和生物学性能。因此，纳米材料也被科学家们广泛应用于各个研究领域，如催化、生物医学、化工、环境能源等。 在众多纳米材料中，金纳米颗粒自从16世纪欧洲现代化学的奠基人、杰出的医师、化学家Paracelsus制备出“饮用金”用来治疗精神类疾病以来，开始登上了科学的舞台。随着纳米技术的不断发展，人们发现金纳米颗粒具有独特的光、电、热、催化等物理与化学性质，生物相容性好等特点，是构筑新型复合功能材料的重要组元，在生物传感、细胞及活体成像、癌细胞的光热治疗、肿瘤放射治疗、靶向载药等生物医学领域展现出了广阔的应用前景。 金纳米颗粒的光学性能方面，由于入射光源的波长与金纳米颗粒的原子表面自由电子的振动频率可以发生共振耦合，使金纳米颗粒具有突出的局部表面等离子共振吸收（Localized surface plasmonresonance, LSPR）。金纳米颗粒的LSPR性质与其尺寸、周围介质性质以及纳米微粒间作用等因素都有关。因此，不同尺寸的金纳米颗粒会有不同的共振吸收峰，并且改变纳米微粒间距离、介质等都会造成共振吸收峰位置的左移或右移。小尺寸范围（<50 nm）的金纳米颗粒的等离子共振吸收通常在可见光范围520-530 nm左右有一个很明显的吸收峰，尺寸越大，吸收峰波长越大，并且其溶液会呈现出橙红、酒红、浅紫等不同颜色。大尺寸的金纳米颗粒自组装聚集体的等离子共振吸收除了在可见光范围520-530 nm左右有一个很明显的吸收峰，并且其溶液颜色会呈现深紫、蓝黑色等。这一近红外波长范围正是生物组织所具有的光的窗口。近红外线能够穿透进入深部组织达10cm，克服了可见光不能很好穿透组织的缺点，为利用金纳米材料进行光热治疗，破坏肿瘤细胞提供了理论依据。 此外，也有很多研究报道，金纳米颗粒的其他一些生物性能也与其尺寸有关，例如2016年Chang等研究了3-50 nm不同尺寸的金纳米颗粒增强CT成像与放射治疗的效果比较，发
抗肿瘤药物的用药顺序及溶媒选择 原则 （1）药物相互作用原则 有的化疗药物之间会发生相互作用，从而改变药物的体内过程，可能影响疗效或毒性。 如顺铂影响紫杉醇的清除率，先用紫杉醇再用顺铂。 （2）刺激性原则 使用非顺序依赖性化疗药物时，应先用对组织刺激性较强的药物，后用刺激性小的药物。由于治疗开始时静脉尚未损伤，结构稳定性好，药业渗出机会少，药物对静脉引起的不良 反应较小如长春瑞滨和顺铂合用时，长春瑞滨刺激性强，宜先给药。 （3）细胞动力学原则 生长较慢的实体瘤处于增殖期的细胞较少，G0期细胞较多，先用周期非特异性药物杀 灭一部分肿瘤细胞，使肿瘤细胞进入增殖期再用周期特异性药物。顺铂和依托泊苷合用时，先用顺铂后用VP-16。 生长快的肿瘤先用周期特异性药物大量杀灭处于增殖周期的细胞，减少肿瘤负荷，随后用周期非特异性药物杀灭残存的肿瘤细胞。 用药顺序 1、联用顺铂化疗 化疗方案联用药物用药顺序原因 GP 吉西他滨先用GEM 顺铂会影响吉西他滨的体内过程，加重骨髓抑制。TP 紫杉醇先用PTX 顺铂对细胞色素P450酶有调节作用，可使PTX清除 率大约降低33%,产生更为严重的骨髓抑制 FP 5-FU 先用DDP 小剂量DDP能够增加细胞内蛋氨酸, 使细胞内活性叶酸生成增加, 从而增加5-FU的抗肿瘤作用。 PP 培美曲塞先用Alimta，30min后用顺铂说明书 2、联合长春新碱化疗 化疗方案联用药物用药顺序原因 CHOP 环磷酰胺先用VCR，6-8小时后在给CTX VCR具有同步化作用，使细胞停滞在M期，约6~8h后细胞同步进入G1期，再用CTX可增效 VCM 甲氨蝶呤先用VCR VCR阻止甲氨蝶呤从细 胞内渗出而提高细胞内浓度 VDLP 门冬酰胺酶先用VCR 合用加重神经系统血液系统毒性，先于门冬12~24小时给药 3、甲氨蝶呤 化疗方案联用药物用药顺序原因 CMF 5-FU 用MTX4～6h后用5-FU 序贯抑制 MTX----二氢叶酸还原酶抑制 剂 5-FU-----胸腺嘧啶合成酶抑制剂
细胞毒性实验设计方案 1.准备材料：DMEM(高糖) 胰酶双抗(青霉素/链霉素）DAPI MTT(5mg/mL) DMSO PBS 4%多聚甲醛指甲油 6孔培养板 96孔培养板超薄载玻片培养瓶(25mL) 一包0.45μm滤膜 灭菌： 50mL，10mL，5mL离心管两种枪头 2.实验方案 本实验所用的材料为载药的通过二硫键桥连透明质酸的夹心二氧化硅 （SiO 2 -SS-HA/DOX），在高谷胱甘肽条件下，二硫键断裂，透明质酸脱离，同时 夹心二氧化硅中药物得以释放。本实验的目的为测定透明质酸修饰的夹心二氧化 硅（SiO 2-SS-HA/DOX）的细胞毒性。实验组为SiO 2 -SS-HA/DOX、SiO 2 -SS-HA、DOX， 空白对照组为纯细胞,分别采用HepG2人肝癌细胞为肿瘤细胞模型和L929成纤维 细胞为正常细胞模型。 采用HepG2人肝癌细胞为肿瘤细胞模型，实验组为SiO 2 -SS-HA/DOX、 SiO 2 -SS-HA、DOX，空白对照组为纯细胞。培养基中含有10% (v/v) FBS和1% (w/v) 双抗(青霉素/链霉素)。配制不同浓度的SiO 2-SS-HA/DOX、SiO 2 、HA、DOX药物载 体培养基溶液。 (1).以HepG2人肝癌细胞为肿瘤细胞模型: 培养基的配置：双抗 1% 血清12% DMEM 87% 具体操作步骤： 细胞的复活： ①将冻存于液氮中的细胞取出，迅速放入37℃温水中，使细胞快速溶解。 ②将悬浮的细胞移至离心管中，加5mL无血清培养基，1000rmp,5min离心去上清，再加5mL有血清培养基，转移至培养瓶中。（每次转移时，将之前的离心管洗涤，并用移液枪来回吸，使液体混合均匀。） ③将培养瓶放入培养箱中培养。 细胞的传代： 将0.25%的胰酶分装至小离心管中，每个管中2mL，冻存于-20℃，每次使用一管，避免反复冻融。 ①将培养瓶从培养箱中取出，盖子旋紧，喷75%的酒精放入超净台。 ②将培养液倒入废液缸，残留培养基用吸管吸干净，操作完成后，培养瓶口
【综述】 基金项目：中国科学院百人计划项目；国家自然科学基金资助项目（0921063） 作者单位：1.山东省内分泌与代谢病研究所（山东济南250062）；2.济南大学医学与生命科学学院（山东济南250022）；3.中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室（北京100085）作者简介：曲晨（1985-），女，硕士研究生，从事内科学研究。通讯作者：刘思金，E -mail ：sjliu@https://www.doczj.com/doc/7f14837120.html, ，Fax ：（010）62923549 文章编号：1001-5914（2010）09-0842-04 纳米银的生物学特性及其潜在毒性的研究进展 曲晨1,2,3，刘伟3，荣海钦1,2，刘思金3 摘要：纳米银是指粒径在纳米级（1~100nm ）的金属银单质。由于具有特殊的性能，纳米银在多个领域广泛应用。在医学领域中，纳米银作为抗菌剂的主要成分大量应用于临床治疗。因此，纳米银的潜在毒性及其对健康的影响引起了人们的广泛关注，研究表明纳米银存在不同程度的细胞毒性。该文综述了纳米银的医学生物学特性及其潜在毒性，认为透彻认识纳米银的潜在毒性及其机理才能保证纳米银在临床治疗中的安全应用。 关键词：纳米银；生物学特性；细胞毒性中图分类号：R994.6 文献标识码：A Research Advance on Biological Features and Toxicities of Silver Nanoparticles QU Chen,LIU Wei,RONG Hai -qin,et al .Shandong Institute of Endocrine and Metabolic Disease,Ji ’nan,Shandong 250062,China Corresponding author:LIU Si -jin ， E -mail:sjliu@https://www.doczj.com/doc/7f14837120.html, Abstract:Silver nanoparticles are nanoparticles of silver metal with size ranging from approximately 1-100nm in one dimension at least.Small size at the nano -scale confers special properties on silver nanoparticles,which have resulted in their widespread application in many fields.In the medical fields,silver nanoparticles are widely used as the main component for antibacterial reagents in clinical practice.However,the adverse effects or even toxicities from silver nanoparticles are concerned worldwide.And recent studies have confirmed the cytotoxicity of silver nanoparticles to normal cells.This paper presented the progress on the biological features and potential toxicities of silver nanoparticles. Key words:Silver nanoparticles;Biological characteristics;Cytotoxity 纳米材料是三维结构中至少有一维在1~100nm 范围内的材料。其粒径处于原子簇和宏观物体交接区域， 故又称超微粒材料。因其具有表面积大、尺寸极小、表面活性位点多且活性高、催化效率高以及吸附能力强等优点，一经问世便引起不同 领域学者的极大关注，并被誉为 “21世纪最有前途的材料”[1] 。纳米材料种类繁多，应用广泛[2]。例如，纳米级氧化锌加入防晒霜内，可有效阻隔紫外线照射；碳纳米管重量轻、强度高，非常适用于航空航天工业；富勒烯、纳米级二氧化硅、碳纳米管具有高强度、高韧度、耐磨的优点，大量应用于体育用品中；纳米银兼具银元素与纳米材料的特性，应用更加多样[3]。光学领域中，纳米银在光波导、光开关、分子鉴定等方面存在潜在的应用空间；作为胶卷、 相纸、医用X 光胶片等的重要组成，在感光材料方面，纳米银的问世无疑大大节省了卤化银的消耗；医疗卫生方面，纳米级别的银微粒增强了银元素的抗菌杀菌功效。 纳米银在临床应用中的前景十分广阔，目前已作为导尿管、烧伤敷料、妇科栓剂中的有效成分成功应用于治疗[4]，而纳米银的安全性并没有得到全面的研究。笔者拟介绍纳米银特性在临床中的应用，进而综述了纳米银对细胞和动物的毒性作用，并介绍了纳米银对暴露人群的影响，通过总结纳米银毒性研究的现状和进展，为其安全性使用提供了指导。1 纳米银的特征及制备分类 银为不活泼金属，纯银为银白色，银具有良好的延展性，导 热导电性。纳米银为零价，固体呈粉末状，黄褐色，不易氧化，加入自来水后为棕黄色，不产生沉淀，颗粒直径多在10~30nm 之间。目前常用的纳米银直径大多在25nm 左右，可呈球形、立方形、杆状等多种形状，还可根据不同的需要制成管状、丝状、多面体、 薄膜等。纳米银粒子的制备有多种方法，按照原理不同，可以分为物理法、 化学法和生物法三大类。物理法制备原理简单，但对仪器设备要求较高，产生费用昂贵；化学法可使银粒子最小至几纳米，操作简单，容易控制[1]。目前生物合成纳米银也日趋成熟，如利用真菌（如棒曲霉）从硝酸银中制取纳米银，可生成10~25nm 的球形或六棱形分散于细胞外的纳米银颗粒，与传统方法相比较，生成量大，后处理简便[5]。2 纳米银在医学领域中的应用 随着科技的发展，纳米银逐渐应用于多个领域，如催化剂、感光底片、抗菌剂、烟瘾戒断、精神病治疗等。在医学领域中，可依据纳米银的不同性质，进行不同的生物反应，产生不同效果。2.1 抗细菌 对于革兰阴性菌和革兰阳性菌，纳米银均有较好的广谱杀菌功效，例如大肠杆菌、假单胞菌、沙门菌、弧菌、梭菌、肠球菌、李斯特菌、金黄色葡萄球菌、链球菌等，并且对耐药菌如耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌等也有疗效[6,7]。同时发现，纳米银的杀菌作用与粒径相关，粒径越小，杀菌效果越好[8]。这是由于纳米银粒径越小，比表面积越大，可以在很低的浓度下达到相同的杀菌效果，增加了使用的安全性。 另外，纳米银还可以增强其他抗菌剂的效果，如Shahverdi 等[9]发现，纳米银可以加强多种抗生素对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的杀菌效果，包括青霉素G 、甲氧西林、红霉素、克林霉素、
原则 （1）药物相互作用原则 有的化疗药物之间会发生相互作用，从而改变药物的体内过程，可能影响疗效或毒性。如顺铂影响紫杉醇的清除率，先用紫杉醇再用顺铂。 （2）刺激性原则 使用非顺序依赖性化疗药物时，应先用对组织刺激性较强的药物，后用刺激性小的药物。由于治疗开始时静脉尚未损伤，结构稳定性好，药业渗出机会少，药物对静脉引起的不良反应较小如长春瑞滨和顺铂合用时，长春瑞滨刺激性强，宜先给药。 （3）细胞动力学原则 生长较慢的实体瘤处于增殖期的细胞较少，G0期细胞较多，先用周期非特异性药物杀灭一部分肿瘤细胞，使肿瘤细胞进入增殖期再用周期特异性药物。顺铂和依托泊苷合用时，先用顺铂后用VP-16。 生长快的肿瘤先用周期特异性药物大量杀灭处于增殖周期的细胞，减少肿瘤负荷，随后用周期非特异性药物杀灭残存的肿瘤细胞。 用药顺序 1、联用顺铂化疗 化疗方案联用药物用药顺序原因 GP 吉西他滨先用GEM 顺铂会影响吉西他滨的体内过程，加重骨髓抑制。 TP 紫杉醇先用PTX 顺铂对细胞色素P450酶有调节作用，可使PTX清除率大约降低33%,产生更为严重的骨髓抑制 FP 5-FU 先用DDP 小剂量DDP能够增加细胞内蛋氨酸, 使细胞内活性叶酸生成增加, 从而增加5-FU的抗肿瘤作用。 PP 培美曲塞先用Alimta，30min后用顺铂说明书 2、联合长春新碱化疗 化疗方案联用药物用药顺序原因 CHOP 环磷酰胺先用VCR，6-8小时后在给CTX VCR具有同步化作用，使细胞停滞在M期，约6~8h后细胞同步进入G1期，再用CTX可增效 VCM 甲氨蝶呤先用VCR VCR阻止甲氨蝶呤从细胞内渗出而提高细胞内浓度 VDLP 门冬酰胺酶先用VCR 合用加重神经系统血液系统毒性，先于门冬12~24小时给药
浅谈纳米材料与生活 摘要：人类迈着欢快的步伐轻松地进入二十一世纪。二十世纪是计算机技术革命蓬勃发展的时期，计算机技术得到了卓越的发展。现在人类进入了又一世纪，在这个日新月异的新的世纪里，科学家通过运用的发达的计算机技术，为我们奏起了“纳米技术”发展的号角。“纳米技术”主要是围绕开发纳米材料为核心而发展的技术，它有着广阔的发展前景，随着纳米技术的发展纳米材料也不断有着新的开发。“纳米材料”的有效发掘及其利用必定会给人们的生活带来又一翻天覆地变化，给人们的衣、食、住、行、医疗卫生事业带来极大便利。本文主要是通过给大家说明纳米材料的本质这一基点，向大家普及纳米材料的特性，以使更多的人能对纳米材料有整体的认识。除此之外更重要的就是联系生活实际，向大家说明纳米材料是如何影响人们生活的。到目前为止，它的发展的确已经给我们生活带来了很多便利，我相信在纳米技术不断进步、发展的未来，纳米材料一定有更广阔的空间。 关键词：纳米、纳米技术、纳米材料、应用 现如今，科学界普遍认为，纳米技术是21世纪经济增长的一台主要发动机，他将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”，并将成为最有前途的材料，它所见具有的独特物理和化学性质，可以节省资源、合理利用能源并且能够净化生存环境，它的发展研究会对化工行业带来新的机遇。 纳米材料的特性： 纳米材料是英文“napometer”的译音，是一个物理学上的长度单位。1纳米是1米的十亿分之一，用我们能看见的最小微粒院子来表示的话，相当于45个远在啊排列起来的长度。自然界只有生物具有纳米尺度，遗传基因DNA螺旋结构的半径约1纳米左右，一个典型的病毒大约100纳米长，相当于万分之一的头发丝的粗细。纳米科技就是一门以0.1至100纳米这样的尺度为研究对象的前沿科学。作为尺度单位的纳米，并没有物理内涵，当物质到纳米尺度后，
金纳米粒子在医学领域中的运用 金纳米粒子潜在的细胞毒性是制约其临床应用的一个重要原因，下面是小编搜集的一篇关于金纳米粒子在领域中的运用探究的，供大家阅读借鉴。 金是典型的惰性元素，由金制成的历史文物能够保留几千年的灿烂光泽不变色，如图1所示.金被广泛使用于珠宝、硬币和电子器件等方面.目前，20nm 厚的金薄膜已用在办公室的窗户上，因为它能够在传输大量可见光的同时有效地反射红外光线，并吸收光的热量.因金纳米粒子具有很好的稳定性、易操作性、灵敏的光学特性、易进行表面修饰以及良好的生物相容性，使其广泛应用于食品安全检测、环境安全检测和医学检测分析等领域[1-4].金纳米粒子尺寸范围为1nm~100nm.图2(a)为50nm的金纳米棒，(b)为二氧化硅包覆的金纳米颗粒，其中扇形金纳米粒子尺寸比较小，被二氧化硅包覆后的纳米粒子尺寸大约140nm,(c)为50nm的金纳米笼[5].由于其比较微小的结构，这些颗粒比小分子更能积聚在炎症或肿瘤增长部位.具有高效的光转热属性的金纳米颗粒，可以被应用于特异性地消融感染或患病组织.因金纳米颗粒具有吸收大量X射线的能力，而被用于改善癌症放射治疗或CT(断层扫描)诊断成像.另外，金纳米粒子可以屏蔽不稳定的药物或难溶造影剂，使之有效传递到身体各个部位. 1金纳米粒子在加载药物方面的应用 1.1金纳米粒子可作为内在药制剂 金基疗法有着悠久的历史，这是金自然的优异性能以及其神秘效应引起的药效应用.金基分子化合物已被发现可以显着限制艾滋病病毒的生长[6].目前，搭载药物的金纳米粒子常用于靶向癌细胞[7].将放射性金种子植入肿瘤中，对其内部进行放射疗法，实现近距离放射治疗[7].直径非常小的金纳米颗粒(小于2nm)能够渗透到细胞和细胞区室(如细胞核)[8].金纳米颗粒与其无毒的较大尺寸的表面修饰试剂[8],有杀菌和杀死癌细胞的功效，并有诱导细胞氧化的应激能力，促使损伤的线粒体和DNA相互作用. 最近，人们发现，纳米金(直径5nm)表现出抗血管生成性质(抑制新血管的生长).这些纳米颗粒可选择性结合肝素糖蛋白内皮细胞，并抑制它们的表面活性.因为上述纳米金的大小和生物分子或蛋白质差不多，在生理过程中，它们也可以相互修饰或作用，尤其在细胞和组织内.最近，El-Sayed和他的同事针对恶性生长与分裂的细胞核，已探索出微分细胞质. 通过将金纳米粒子聚集于细胞表面，从而认识到整合肽序列(细胞质交付)和核内蛋白(核周交付)，并通过金纳米颗粒选择性地靶向恶性细胞，他们已证明凋亡效应(DNA的双链断裂).另外，使用类似的研究策略，已发现金纳米粒子可选择性地发挥抗增殖和放射增敏效应. 1.2基于金纳米粒子的光热疗法
第四章 细胞毒性T 细胞作用的分子机制 免疫系统针对病原所产生的免疫应答分为两大类：以抗体为主体介导的中和细胞外病原体的体液免疫反应和以细胞毒性T 细胞（CTL ）为主体介导的特异杀伤被感染靶细胞的细胞免疫反应。其中细胞免疫反应对于彻底地杀灭病原体、清除被感染的“改变”了的自身细胞显得尤为重要。细胞免疫反应包括NK 细胞等介导的非特异性靶细胞杀伤和CTL 为主、Th 细胞为辅所介导的特异性靶细胞杀伤。CTL 对于被感染细胞的MHC I 类分子限制特异性的杀伤是细胞免疫应答的重要内容，其研究对于了解免疫识别、免疫杀伤以及新型疫苗的分子设计都有重要意义。 第一节 CTL 作用概述 CTL 即杀伤性T 细胞，是一类具有CD8+表面标志、受MHC I 类分子限制性杀伤功能的T 细胞。CTL 的重要功能是可以特异性地杀伤靶细胞。CTL 介导的靶细胞杀伤的特点是：杀伤受TCR 以及MHC I 类分子的严格限制。CTL 对靶细胞的杀伤还具有特异性、程序性和快速性的特点。另外，IL-2和其它一些细胞因子在CTL 前体的体外培养和效应CTL 的分化诱导中也起着重要作用。 一、CTL 的主要生物学功能 CTL 对感染了病原的靶细胞杀伤构成了细胞免疫的重要部分。CTL 在识别“改变”了的自身细胞，如病毒感染细胞、恶性细胞和移植反应中的移植细胞等起着非常重要的作用。由于人体所有的有核细胞都表达I 类MHC 分子，因此，CTL 原则上可以识别和清除几乎所有改变了的自身细胞。 二、CTL 作用的MHC 限制性 CTL 的杀伤作用受MHC 严格限制。CTL 在杀伤抗原特异性靶细胞过程中，不识别可溶性抗原或者与非自身MHC I 类分子结合的抗原，而只能识别与自身MHC I 类分子相联系的特异性抗原多肽。 三、CTL 的组成 CTL 的命名是根据体外与一定比例的特异性靶细胞孵育后杀伤一定百分率的靶细胞这一功能来确定的。因此，CTL 不是一种特定的细胞，而是一个具有特异性杀伤活性的T 细胞群体。在组成上，它包括CD8+T 细胞和CD4+T 细胞。 1、CD8+ T 细胞 主要有αβTCR 型CD8+T 细胞和γδTCR 型CD8+T 细胞。前者以αβTCR 识别靶细胞表面上的MHC I 类分子-肽复合物（图4- ）；后者则以γδTCR 识别靶细胞表面的 HLA-I HLA-II 图4-1 TCR-抗原肽-HLA 三分子复合物 αβ TCR αβ TCR
1 Antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC)抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用 In antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC), Fc gamma receptors (FcγR or FCGR) on the surface of immune effector cells bind the Fc region of an antibody, itself specifically bound to a target cell. The cells that can mediate ADCC are nonspecific cytotoxic cells such as natural killer cells, macrophages, monocytes and eosinophils. Upon FCGR binding to the antibody, the FCGR ITAM is phosphorylated, which triggers the activation of the effector cell and the secretion of various substances (lytic enzymes, perforin, granzymes, TNF) that mediate the destruction of the target cell. The level of ADCC effector function is high for human IgG1 and IgG3, low for IgG2 and IgG4, and for these last two subclasses, the level of binding depends on the FCGR isotype and on the cell type. 2 Complement-dependent cytotoxicity (CDC) 补体依赖的细胞毒性作用 In complement-dependent cytotoxicity (CDC), the C1q binds the antibody and this binding triggers the complement cascade which leads to the formation of the membrane attack complex (MAC) (C5b to C9) at the surface of the target cell, as a result of the classical pathway complement activation.
纳米技术是新世纪一项重要的技术，为多个行业带来了深远影响。纳米技术包含几个方面：纳米电子学，纳米生物学，纳米药物学，纳米动力学，以及纳米材料。其中，纳米材料主要集中在纳米功能性材料的生产，性能的检测。其独特性使它应用很广，那么，纳米材料用在哪方面呢 1、特殊性能材料的生产 材料科学领域无疑会是纳米材料的重要应用领域。高熔点材料的烧结纳米材料的小尺寸效应（即体积效应）使得其在低温下烧结就可获得质地优异的烧结体（如SiC、WC、BC等），且不用添加剂仍能保持其良好的性能。另一方面，由于纳米材料具有烧结温度低、流动性大、渗透力强、烧结收缩大等烧结特性，所以它又可作为烧结过程的活化剂使用，以加快烧结过程、缩短烧结时间、降低烧结温度。例如普通钨粉需在3 000℃高温时烧结，而当掺入%%的纳米镍粉后，烧结成形温度可降低到1200℃-1311℃。复合材料的烧结由于不同材料的熔点和相变温度各不相同，所以把它们烧结成复合材料是比较困难的。 纳米材料的小尺寸效应和表面效应，不仅使其熔点降低，且相变温度也降低了，从而在低温下就能进行固相反应，获得烧结性能好的复合材料。纳米陶瓷材料的制备通常的陶瓷是借助于高温高压使各种颗粒融合在一起制成的。由于纳米材料粒径非常小、熔点低、相变温度低，故在低温低压下就可用它们作原料生产出质地致密、性能优异的纳米陶瓷。纳米陶瓷具有塑性强、硬度高、耐高温、耐腐蚀、耐磨的性能，它还具有高磁化率、高矫顽力、低饱和磁矩、低磁耗以及光吸收效应，这些都将成为材料开拓应用的一个崭新领域，并将会对高技术和新材料的开发产生重要作用。 2、生物医学中的纳米技术应用 从蛋白质、DNA、RNA到病毒，都在1-100nm的尺度范围，从而纳米结构也
金纳米粒子性质 1 金纳米粒子类型 不同形状的金纳米粒子对应着不同的应用目的。目前为止，人们已经制备了多种不同形状的金纳米粒子，主要有棒状，球状，壳状，笼状，多面体，星状等，不同形状的金纳米粒子有着自身独特的优势。例如棒状的金纳米粒子具有良好的光热性能，而笼状的金纳米粒子更适合于内部物质的负载等。 根据金纳米粒子的尺寸可以将其分为金纳米团簇及金纳米晶，通常来说，金属粒子具有一定的导电性，而当金纳米粒子的尺寸小于2 nm时，金纳米粒子的性质由原来的金属导电性质变为了绝缘体性质，因此这个尺寸被称为临界尺寸。通过这个临界尺寸可以将金纳米粒子分成两类：尺寸小于2 nm的金纳米粒子，被称为金纳米团簇；而金粒子的粒径尺寸大于2 nm时，通常被称为金纳米晶。 2 金纳米粒子特性 块状的金在通常被认为是惰性金属，而纳米金却显示出了区别于宏观尺寸的高活性。金纳米粒子作为纳米材料中的贵金属纳米粒子的一类，金纳米粒子除了具有纳米材料的普遍特性之外还具有自身独特的性质，主要表现在以下几个方面： 2.1 表面等离子体共振特性 有较高的比表面积，其表面自由电子较多，自由电子受到原子核的正电荷束缚较小，电子云在表面自由运动，当表面的电子云产生相对于核的位移时，来自电子和核之间的库仑引力会产生一个恢复力，从而产生表面电子云的震荡，振荡频率由四个因素决定：电子密度、有效电子质量电荷分布的形状和大小。表面等离子体（surface plasmons），又被称为表面等离子体激元，是由于金属粒子表面的自由电子的集体谐振而产生。当金属纳米粒子被一定波长的光照射后，入射的光子与表面自由电子相互作用，入射的光子与金属表面自由电子耦合后产生的疏密波。当入射光的振动频率与金属粒子表面的自由电子谐振频率相同时产生的共振被称为表面等离子体共振。 金纳米粒子的表面等离子体共振对光子产生的吸收能够使用UV-vis-vis光谱检测，通过不同的吸收峰值反映金纳米粒子的形貌，大小等特性，实心球形的金纳米粒子具有一个单峰，不同尺寸的金纳米粒子具有的峰位不同，而金棒具有两个典型的吸收峰，分别为横向和纵向，而笼状的金粒子的吸收峰也有别于球状和棒状，而即使同为球形金粒子，壳层结构的金粒子的吸收峰也有很大的区别。金纳米粒子的这种表面等离子体共振特性被广泛应用与检测，传
细胞毒性实验设计方案 1. 准备材料：DMEM高糖)胰酶双抗(青霉素/链霉素)DAPI MTT(5mg/mL) DMSO PBS 4% 多聚甲醛指甲油6 孔培养板 96孔培养板超薄载玻片培养瓶(25mL) 一包0.45 pm滤膜 灭菌：50mL , 10mL 5mL离心管两种枪头 2. 实验方案 本实验所用的材料为载药的通过二硫键桥连透明质酸的夹心二氧化硅 (SiO^SS-HA/DOX ,在高谷胱甘肽条件下，二硫键断裂，透明质酸脱离，同时夹心二氧化硅中药物得以释放。本实验的目的为测定透明质酸修饰的夹心二氧化硅(SiO2-SS-HA/DOX 的细胞毒性。实验组为SiO2-SS-HA/DOX SQ2-SS-HA、DOX 空白对照组为纯细胞,分别采用HepG2人肝癌细胞为肿瘤细胞模型和L929成纤维细胞为正常细胞模型。 采用HepG2人肝癌细胞为肿瘤细胞模型，实验组为SiO2-SS-HA/DOX SQ2-SS-HA、DOX空白对照组为纯细胞。培养基中含有10%(v/v) FBS和1%(w/v) 双抗(青霉素/链霉素)。配制不同浓度的SQ2-SS-HA/DOX SiO2、HA DOX药物载体培养基溶液。 (1).以HepG2人肝癌细胞为肿瘤细胞模型： 培养基的配置：双抗1% 血清12% DMEM 87% 具体操作步骤： 细胞的复活： ①将冻存于液氮中的细胞取出，迅速放入37°C温水中，使细胞快速溶解。 ②将悬浮的细胞移至离心管中，力卩5mL无血清培养基，1000rmp,5min离心去上清，再加5mL有血清培养基，转移至培养瓶中。(每次转移时，将之前的离心管洗涤，并用移液枪来回吸，使液体混合均匀。) ③将培养瓶放入培养箱中培养。 细胞的传代： 将0.25%的胰酶分装至小离心管中，每个管中2mL冻存于-20 C，每次使用一管，避免反复冻融。 ①将培养瓶从培养箱中取出，盖子旋紧，喷75%勺酒精放入超净台。
槟榔的细胞毒理研究进展 肝细胞毒性: 单细胞凝胶电泳技术检测出槟榔碱会引起DNA损伤和G0/G1细胞周期阻滞，从而抑制正常肝细胞增殖 槟榔碱可以通过破坏小鼠肝细胞的超微结构而导致肝毒性: 槟榔碱的肝细胞受体细胞核体积减小、核膜凹陷、核周的异染色质富集，预示着细胞核组分有失活的趋势，是肝细胞凋亡的前兆；粗面内质网上潴泡和脂肪滴过量，对蛋白质的合成造成了影响；线粒体嵴扩张，反映出细胞器氧化还原系统的紊乱 血清中的肝毒性标志酶丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶和碱性磷酸酶含量随着槟榔碱剂量的增加明显上调 肝脏中的谷胱甘肽巯基转移酶活性随着槟榔碱剂量的增加而增大，导致肝脏的解毒功能降低，使得肝脏更容易受到病毒的侵袭 乌头碱对新生大鼠心肌培养细胞损伤的研究 彗星电泳,也称之为单细胞凝胶电泳技术,检测单细胞损伤与修复 乌头碱的中毒机制主要为抑制心肌细胞膜电压门控型Na+通道失活,使Na+持续内流、延长细胞膜除极化时程而引发严重的心律失常 乌头碱对新生大鼠心肌培养细胞损伤的研究：采用单细胞凝胶电泳检测不同剂量乌头碱染毒前后心肌细胞内损伤,并采用软件分析 乌头碱对大鼠心肌培养细胞。表达的影响 乌头碱对大鼠心肌培养细胞调控蛋白表达的影响 六价铬的细胞毒理效应及其机制研究进展 从Cr(VI)导致胞内活性氧累积效应、诱发细胞凋亡、导致细胞癌变、毒理效应的基因组学研究等几方面, 论述了Cr(VI)对人体和动物的细胞毒理效应及其作用机制。 MTT比色法 比色法是一种常用的检测细胞存活和生长的方法。原理为活细胞线粒体中的琥泊酸脱氢酶能使外源性还原为不溶于水的蓝紫色结品甲瓒并沉积在细胞中，而死细胞不会如此。能溶解细胞中的甲瓒，用酶联免疫检测仪在波长处测定其吸光值，可间接反映活细胞数量。在一定细胞数范围内，结晶形成的量与活细胞数成正比。
纳米技术在医学领域的应用 和重要影响 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
纳米技术在医学领域的应用和重要影响 摘要：纳米技术与生物医学的结合, 为医学界提供了全新的思路和便利, 纳米材料在医学领域的应用取得了显著效果。随着纳米材料在生物医学领域更广泛的应用, 临床医疗将变得节奏更快、效率更高, 诊断、检查更准确, 治疗更有效, 人们的生命安全将得到更大的保障。 关键词：纳米材料，纳米技术，生物医学，应用，重要影响 “纳米（nm）”是一种度量长度的单位，一个纳米是百万分之一毫米，也就是十亿分之一米，大约相当于45个原子串起来的长度。根据2011年10月18日欧盟委员会通过的纳米材料的定义，纳米材料是一种由基本颗粒组成的粉状或团块状天然或人工材料，这一基本颗粒的一个或多个三维尺寸在1nm-100nm之间，并且这一基本颗粒的总数量在整个材料的所有颗粒总数中占50%以上。简单来说就是，一种由具有尺寸在100nm以下的微小结构的固体颗粒组成的材料。纳米技术是指一种在单个原子与分子层次上对物质的数量、种类和结构形态等进行精确的识别、观测和控制的技术，并在纳米尺度（1—100nm）内研究物质的特性和相互作用来达到创制新物质的高新技术。这项技术是在20世纪80年代末、90年代初才逐步发展起来的前沿、交叉性新兴学科，它具有创造新生产工艺、新物质和新产品的巨大潜能和前景，它将在21世纪掀起一场新的产业革命。 科技快速发展的今天, 科学技术的各个领域相互融合、渗透,其中纳米科技的发展促进了高新技术一体化的进程, 引起了科技界的高度重视。我国著名科学家钱学森曾经预言“纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科技发展的重点,会是一次技术革命, 从而将是21世纪的又一次产业革命”。纳米技术的发展正越来越成为世界各国科技界所关注的焦点,谁能在这一领域取得领先,谁就能占据21世纪科学的制高点。 美国纳米技术的应用研究在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪等领域迅猛发展。随着纳米技术在癌症诊断和生物分子追踪的应用，医学纳米技术已经被列为美国优先科研计划。在纳米医学方面，纳米传感器可在实验室条件下对前列腺癌、直肠癌等多种癌症进行早期诊断，2004年，美国国立卫生研究院所专门出台了一项《癌症纳米技术计划》，目的是将纳米技术、
金纳米颗粒聚集以及金纳米探针-微阵列技术研究进展 逄键涛 文思远 王升启# （军事医学科学院放射与辐射医学研究所，北京100850） 摘 要 金纳米颗粒 （GNP ）探针正引起科学家们越来越多的兴趣。本文主要综述了基于GNP 自组装聚集反应的生物检测和微阵列-金标银染检测的最新进展，对GNP 在电化学等其他领域的研究前沿也进行了探讨。引用文献41篇。 关键词 金纳米颗粒，微阵列，生物检测，评述 2005-08-10收稿；2005-12-03接受 本文系国家863资助项目（No.2004BA519A46） 1 引 言 金纳米颗粒（GNP ）是直径为0.8～250nm ［1］的缔合胶体，具有纳米表面效应、量子效应、宏观量子 隧道效应。按粒子尺寸和聚集情况，GNP 可显示不同的颜色，已被广泛用于光学、电学、电子显微镜检 测的生物分子标记［2］。单个纳米颗粒的尺寸和颗粒间的组装形式，使胶体Au 溶液表现出不同的整体 特征。生物分子可参与到GNP 的聚集和组装过程中， 从而干扰GNP 的原始组装方式。通过胶体Au 溶液最终的物理状态（如颜色、吸光度等）可得到参与组装的生物分子的“质、量”特征，达到检测的目的。另外，GNP 逐渐在生物芯片检测中显现出应用前景。生物芯片技术本身是纳米尺度的分子操作和组装技术，芯片诊断、纳米检测等技术可以在此得到良好的融合。本文着重就GNP 自组装以及GNP 探针-微阵列技术进展作一综述。 2 生物分子辅助的GNP 聚集和组装 2.1 DNA-GNP 探针 灵敏度高、特异性强、快速简单、低成本是生物检测的重要指标。基于GNP 聚集反应的分子诊断方法能满足这些要求。Mirkin 发现DNA 特异杂交可使DNA-Au 颗粒自组装为复合结构，开创了GNP 用 于生物检测的新领域［3］。GNP 经巯基修饰的短链DNA 修饰成为编码探针［4］，溶液中加入目标互补 DNA 后，纳米颗粒发生有序、可逆的聚集反应［5］。聚集后溶液颜色发生红7桃红7紫色变化，几小时出 现桃灰色沉淀（DNA-胶体金沉淀）。该现象是DNA 介导的胶体-胶体键合，其过程是可逆的。系统在没有优化的情况下能检测10fmol 的寡核苷酸。 DNA 修饰的GNP 以非交联结构聚集，对于颗粒表面结合的杂交体末端错配有很好的选择性［6］，可 对单核苷酸多态性（SNP ）进行检测。5个人瘤细胞系的基因组DNA 的检测结果与传统方法（质谱、直接测序）一致。这种方法不需要复杂的设备，为SNP 医护现场诊断、个性化医疗提供了可能。Storhoff 等［7］研究了GNP 距离和光学性质的关系，开发出“杂交-读出”的比色检测方法，鉴别核酸序列。DNA 修饰的金纳米探针识别核酸目标分子后发生颜色变化，可检测到zmol （10-21mol ）级的核酸，不需要目 标分子的扩增或信号放大。S?nnichsen 等［8］采用等离子体耦合对金银纳米颗粒间距进行测量，研究了 金银纳米颗粒二聚体的实时组装以及单个DNA 分子杂交的动力学。 “等离子体标尺”可连续监控分子间距离上限达到70nm ，时间超过50min 。 2.2 非标记DNA 检测 双链DNA （dsDNA ）比单链DNA （ssDNA ）表面负电荷堆积程度高，并且dsDNA 的双螺旋结构使氮（N ）、硫（S ）等对GNP 亲和性高的原子包埋更深，所以ssDNA 和dsDNA 对GNP 有不同吸附力。 Li 等［9，10］据此设计了基于Au 颗粒聚集反应的核酸杂交比色检测方法。ssDNA 可吸附负电荷纳米金颗第34卷 2006年6月 分析化学（FENXI HUAXUE ） 评述与进展 Chinese Journal of Analytical Chemistry 第6期 884～888
细胞毒理学及其研究方法 公共卫生学院劳动卫生教研室金亚平 定义: 毒理学(Toxicology)是研究外源性物质对生命有机体损伤作用规律及其机制的一门学科。 细胞毒理学(Cytotoxicology): 是研究外源性物质对生命细胞损伤作用规律及其机制的一门毒理学分支学科。 研究内容 细胞毒理学是以培养细胞为研究对象进行毒理学研究的一门科学，它主要是应用体外模型对外界环境中有害因子(物理、化学和生物)进行监测，评价其对人体可能产生的危害。 研究有害因子的一般毒性作用 判断外源性有害因子对细胞的一般毒性及评价可能引起的潜在毒性作用。 可通过光学显微镜/电镜及其他方法，直接观察体外培养细胞受损的性质与程度，如细胞的形态学改变、贴壁性差、生长速度减弱、细胞退化、死亡及完整性受损等。 已知对人类有毒性作用的大多数药物或毒物，在体内与体外的毒性效应是一致的。 研究有害因子的特异毒性作用 从哺乳动物或人体的不同组织器官分离出不同类型的细胞。用以筛检不同毒物对不同细胞的毒性。有害因子诱变作用及致癌作用: 体外培养细胞，特别是哺乳动物的离体细胞已广泛应用于体外测试诱变和致癌的试验中，其包括基因点突变、染色体畸变、姊妹染色单体互换、染色体显带、DNA 损伤、程序外DNA合成和细胞恶性转化等。如砷的致癌作用。 研究有害因子在细胞内的代谢 体外培养细胞可能是研究毒物代谢最合适的体外试验模型。体外细胞培养避免了体内复杂因素(如神经-内分泌、营养物质等)的干扰，可以按研究者预先设计的需要，来严格控制有害因子的剂量及与细胞接触的时间。可以直接检测、分析细胞内代谢的改变，容易了解毒物代谢与毒性之间的量-效关系。如砷体内代谢等。 研究有害因子的毒作用机制 也是研究有害因子毒性作用机制的最合适的材料。如用已建立的体外细胞转化系统研究辐射及化学致癌物诱发细胞癌变的机制，用血管上皮细胞和星形胶质细胞的体外培养系统研究毒物对血脑屏障的损伤，用巨噬细胞和成纤维细胞组成的体外培养系统，研究二氧化硅致矽肺纤维发生、发展过程及其作用机制。 用于药物的筛选、进行药效学评价 可用于研究药物的作用、毒副反应及其作用机制，为选择疗效好、毒副反应小的药物提供资料，在此研究基础上，对疗效好、毒性小的初筛药物，再用动物实验模型加以验证。 细胞毒理学发展简史 细胞毒理学作为毒理学的一个分支学科出现是近10多年的事。因此，它是一门较新的学科。 其优点: (1) 可以按实验要求控制实验条件，把整个实验安排在体外进行，在体外直接观察到细胞形态发生的改变，便于了解毒物与毒性作用之间的关系。 (2) 实验条件易于控制，可严格控制作用物的剂量和作用时间，排除体内复杂的神经-内分泌因素的干扰，实验结果稳定，重复性好。 (3) 操作简便，不需要复杂的大型仪器设备，实验经济。 (4) 可同时提供大量的生物学性状相同的细胞系(株)作为研究对象，避免了动物间的个体差异，实验易重复。 局限性： 因为细胞是在离开机体整体环境下，独立生长在体外环境中，其生物学性状多少会发生某些改变，
细胞毒性实验方案 Prepared on 22 November 2020
细胞毒性实验设计方案 1.准备材料：DMEM(高糖)胰酶双抗(青霉素/链霉素） DAPIMTT(5mg/mL)DMSOPBS4%多聚甲醛指甲油6孔培养板96孔培养板超薄载玻片培养瓶(25mL)一包μm滤膜 灭菌：50mL，10mL，5mL离心管两种枪头 2.实验方案 本实验所用的材料为载药的通过二硫键桥连透明质酸的夹心二氧化硅（SiO2-SS-HA/DOX），在高谷胱甘肽条件下，二硫键断裂，透明质酸脱离，同时夹心二氧化硅中药物得以释放。本实验的目的为测定透明质酸修饰的夹心二氧化硅（SiO2-SS-HA/DOX）的细胞毒性。实验组为SiO2-SS-HA/DOX、SiO2-SS-HA、DOX，空白对照组为纯细胞,分别采用HepG2人肝癌细胞为肿瘤细胞模型和L929成纤维细胞为正常细胞模型。 采用HepG2人肝癌细胞为肿瘤细胞模型，实验组为SiO2-SS-HA/DOX、SiO2-SS-HA、DOX，空白对照组为纯细胞。培养基中含有10%(v/v)FBS和1%(w/v)双抗(青霉素/链霉素)。配制不同浓度的SiO2-SS-HA/DOX、SiO2、HA、DOX药物载体培养基溶液。 (1).以HepG2人肝癌细胞为肿瘤细胞模型: 培养基的配置：双抗1%血清12%DMEM87% 具体操作步骤： 细胞的复活： ①将冻存于液氮中的细胞取出，迅速放入37℃温水中，使细胞快速溶解。 ②将悬浮的细胞移至离心管中，加5mL无血清培养基，1000rmp,5min离心去上清，再加5mL有血清培养基，转移至培养瓶中。（每次转移时，将之前的离心管洗涤，并用移液枪来回吸，使液体混合均匀。） ③将培养瓶放入培养箱中培养。 细胞的传代：