CdSe/ZnS量子点对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

本研究以模式生物斑马鱼(Danio rerio)为对象,观察在不同浓度Cd Se/Zn S量子点(Cd Se/Zn S QDs)暴露下,斑马鱼胚胎形态发育、氧化应激以及金属硫蛋白MT基因和应激蛋白Hsp70基因表达变化情况.结果表明,Cd Se/Zn S QDs对斑马鱼胚胎72 hpf(hours post fertilization)的半致畸效应浓度(EC50)为316.994 nmol·L-1.QDs暴露影响了斑马鱼胚胎的死亡率、畸形率、孵化率、自主运动频率和体长,以及引起胚胎卵凝集,心包囊肿,脊椎弯曲等多种毒性效应;同时导致斑马鱼体内超氧化物歧化酶(SOD)活性变化以及丙二醛(MDA)含量增加.QDs还诱导斑马鱼MT基因和Hsp70基因表达上调,斑马鱼机体产生一系列自我保护反应来减轻QDs所造成的伤害.这表明:Cd Se/Zn S QDs对斑马鱼胚胎产生了毒性效应,其毒性可能与其核心Cd2+的释放、粒径大小以及氧化应激有关.     

量子点在环境污染物检测中的应用研究进展

量子点是半径小于或接近于激子玻尔半径的一类半导体纳米晶,具有激发光谱宽、发射光谱窄且对称、最大发射波长位置可调、不易光降解的特点。作为一种新型的荧光标记物,量子点因其独特而优良的光学性质已在生物和医学研究领域中得到了广泛的应用。文章对量子点在环境有机污染物、重金属离子、微生物分析检测中的应用进行了综述,介绍了量子点荧光淬灭法、荧光增敏法、量子点标记免疫分析法、量子点表面印迹法、荧光共振能量转换法等不同的作用机制在环境污染物检测中的应用,并对方法的检出限及所应用的环境样品进行了阐述,在重金属的检测中,对量子点和稳定剂不同时方法的检出限进行了对比研究。同时指出了需要进一步关注的问题,展望了其发展方向。     

In vitro cytotoxicity of CdSe/ZnS quantum dots with different surface coatings to human keratinocytes HaCaT cells

Quantum dots (QD) nanoparticles have been widely used in biomedical and electronics fields, because of their novel optical properties. Consequently it confers enormous potential for human exposure and environmental release. To increase the biocompatibility of QDs, a variety of surface coatings or functional groups are added to increase their bioactivity and water solubility. Human adult low calcium high temperature (HaCaT) cells are the epithelial cells derived from adult human skin that exhibits normal differentiation capacity and a DNA fingerprint pattern that is unaffected by long-term cultivation, transformation, or the presence of multiple chromosomal alternations. Human keratinocytes, HaCaT cells were used to systematically evaluate the cytotoxicity of biocompatible QD made of CdSe metal core and ZnS shell with three different coatings and at three different wavelengths (530, 580 and 620 nm). In terms of half- maximal inhibitory concentration, QSA-QDs with amine-polyethyleneglycol coating and QSH-QDs with amphiphilic polymer coating were not cytotoxic, while QEI-QDs with polyethylenimine coating were highly toxic to the HaCaT cells in comparison to a reference CuInS2/ZnS. QEI-QDs led to significant increase in reactive oxygen species, decrease in mitochondrial membrane potential and DNA damage in HaCaT cells. The mechanisms of toxicity of QEI-530 and QEI-580 can be attributed to the combination of intracellular reactive oxygen species production and loss of MMP. The QDs toxicity can be attributed to the polyethylemimine surface coating which was highly toxic to cells in comparison with amine-polyethyleneglycol, but not due to the release of cadmium ions.     

地理信息系统在大窑湾水质现状评价中的应用

借助mapinfo软件,利用离散点插值扩展法对大窑湾海域的水质污染空间分布情况进行了环境评价,通过计算污染区域的面积得出了各类水质的海域空间分布,克服了以往逐点评价海域的片面性,对管理和控制海域污染范围有一定的指导意义.     

Novel functional fiber loaded with carbon dots for the deep removal of Cr(VI) by adsorption and photocatalytic reduction

A novel functional fiber (PAN-CDs) loaded with carbon dots (CDs) with excellent photoreduction and adsorption properties for Cr(VI) was prepared via an amidization reaction between the CDs' carboxyl groups and amine groups on polyacrylonitrile (PAN)-based ion exchange fibers, which could completely preserve the fluorescence properties of the CDs. The photoluminescence (PL), photocatalysis and adsorption properties of PAN-CDs were characterized and analyzed. The PAN-CDs possess high adsorption capacity (297.6?mg/g) and excellent kinetic behavior (attaining adsorption equilibrium in 30?min) for Cr(VI) adsorption. Furthermore, the residual Cr(VI) (approximately 3?mg/L) after adsorption could be removed completely by subsequent photoreduction by the PAN-CDs. The Cr-saturated PAN-CDs could be easily separated by filtering and regenerated, with no observable decay of removal efficiency after five regeneration cycles. In addition, due to the PL quenching action of Cr(VI), the PAN-CDs can also be used as sensor for quantitative detection of trace Cr(VI) in aqueous solution.     

代谢组学在量子点毒性研究中的应用进展及前景

量子点是由Ⅱ～Ⅵ或Ⅲ～Ⅴ族元素组成的半导体纳米微晶体。因其独特的光电学特性,例如荧光强度高和稳定性好,被广泛应用于生命科学领域,用于荧光探针、药学研究、医学成像和生物芯片等。但是,由于应用较广的量子点成分通常含有重金属,研究者普遍认为量子点具有一定的毒性,因而通过毒理学研究来评价量子点的生物安全性对于量子点的生物学应用至关重要。代谢组学是利用分析化学方法来研究一个代谢组中小分子代谢相关物质的含量,以及内外因素导致其变化规律的学科。目前,越来越多的研究者将代谢组学应用于量子点毒性研究中,利用其生物标志物的特异性,为量子点毒性研究提供了新的思路和技术。应用代谢组学不但提高了纳米毒理学研究的完善度,更可以准确地研究某些以前在量子点低剂量暴露后无法发现的生化反应。本文重点阐述了代谢组学在量子点毒性研究中的应用进展及发展前景,为以后相关的研究方向和研究内容提供有价值的参考。     

水溶性CdTe量子点对斑马鱼胚胎发育的影响

本试验以巯基乙酸 (TGA)作为稳定剂合成水溶性CdTe量子点,采用斑马鱼胚胎发育技术,观测0、1、25、50、100、200、300、400 nmol/L各浓度的水溶性CdTe量子点对斑马鱼胚胎发育的影响．记录胚胎发育过程中具有代表性的毒理学终点(自主运动频率、内心率、体长)．结果表明：在胚胎受精后120小时（hours post fertilization）CdTe量子点半数致死浓度（LC50）为185.9 nmol/L．CdTe量子点对斑马鱼胚胎24hpf时1min自主运动频率、48hpf时10s内心率、体长都存在剂量-效应关系．TGA-CdTe能引起斑马鱼胚胎发生各种中毒症状,如心包囊肿、卵黄囊肿、脊柱弯曲、体节减少、心率减慢、黑色素沉积少等异常现象．     

荧光量子点在神经毒理学研究中的应用及前景

如今纳米生物技术的研究正以迅猛的势头不断发展。量子点作为一种新型的纳米荧光探针,由于其优越的光电学特性在生物学和毒理学领域有着广阔的应用前景。神经毒理学作为毒理学的一个重要分支,量子点的应用也给该领域带来了技术上的革命。本文重点阐述了量子点作为一种新型单分子技术和一种优秀的荧光探针在神经毒理学研究中的应用。同时,作者还简要介绍了量子点进入机体神经系统的途径和影响其应用的一些因素,为今后量子点的生物安全性研究和更好地应用提供了有价值的参考。     

CdTe/ZnSQDs在小鼠肾脏中的药代动力学特征

为了解Cd Te/Zn SQDs(Cd Te/Zn S量子点)在小鼠肾脏中的药代动力学特征,选择雄性ICR(Institute of Cancer Research)小鼠为动物模型,每只单次尾静脉注射5 nmol的Cd Te/Zn SQDs(粒径约为6 nm,最大发射波长590 nm)。在尾静脉注射Cd Te/Zn SQDs 15 min、1 h、6 h、24 h、72 h、168 h、2 w、4 w和6 w时剖取小鼠的肾脏,消化后使用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)检测其中的Cd(镉)和Te(碲)含量,Cd和Te在小鼠肾脏中浓度随时间的变化均呈现先增加后降低的趋势,Cd和Te含量分别在168 h和72 h时达到峰值(60.42±8.85)ng·g~(-1)和(18.69±0.97)ng·g~(-1),之后逐渐下降,将二者的含量以摩尔比表示,随着给药时间的延长,摩尔(Cd):摩尔(Te)由2.71:1逐渐变成1.39:1。利用3P87计算Cd和Te在肾脏中的药代动力学参数,结果发现Cd和Te在肾脏中的Vd(表观分布体积)分别为(823.14±82.76)g·kg~(-1)和(686.28±53.13)g·kg~(-1)(P0.05);AUC(药物浓度-时间曲线下面积)分别为(24.48±2.52)μg·g~(-1)·h和(7.41±0.60)μg·g~(-1)·h(P0.01);CL(清除率)分别为(0.90±0.11)g·kg~(-1)·h~(-1)和(1.02±0.13)g·kg~(-1)·h~(-1)(P0.05);t1/2(半衰期)分别为(617.02±8.57)h和(458.21±1.85)h(P0.01)。研究提示Cd和Te在肾脏含量的摩尔比随时间变化不同,QDs在体内发生了化学降解;二者的药代动力学参数不同,Cd在肾脏中的代谢速度明显慢于Te,游离的Cd2+可能引起肾脏毒性。