金纳米粒子生物毒性的研究进展.pdf

述评与综述 Editorial and Review
468
中国医学影像学杂志 Chinese Journal of Medical Imaging
Doi:10.3969 l. Issn.1005-5185.2016.06.018
金纳米粒子生物毒性的研究进展
王勇高斌贺克武
【关键词】纳米复合物;金;毒性;综述
纳米粒子的应用与风险非常关键
【中图分类号】0614.123
金纳米粒子在组织的分布
金纳米材料( gold nanoparticles,GNPs)是最稳定的贵
大量金纳米粒子与小鼠的实验研究表明,金纳米粒子可
金属纳米材料之一,纳米级别的金纳米材料具有宏观金粒子广泛存在于小鼠各器官组织中(表1)8,如肝脏、腎脏、
所不具备的物理性质,如量子效应、小尺寸效应、表面效应、牌脏、肺、心脏、脑、睾丸、骨骼、肌肉等。这些金纳米粒
光学效应等。金纳米材料的形式表现多种多样,如球形、星形、子经各种途径进入小鼠各器官与组织后,与各器官组织、细
棒状、壳状等,在免疫检测、细胞成像、光热治疗、放疗增胞和生物分子接触,可能会产生多种潜在的生物效应,对小
敏等生物医学领域具有广阔的应用前景?。然而,由于纳鼠的健康产生影响。 Sonavane等?研究发现,15~50mn的
米材料与常规物质的理化性质不同,其生物安全性越来越受金纳米粒子可以通过小鼠血-脑屏障进入脑组织并积累。
到重视。国内外研究显示,将一些正常物质由微米级制作成7hang等叫在实验研究中使用13.5mm的金纳米粒子经灌旹
纳米级后,即可能具有潜在的生物毒性。因此,重视金纳米法喂养小鼠14d22mg/(kgd)],在血液及骨髓细胞中均发
技术的安全问题,在组织、细胞及基因层面系统性地评估金现了金纳米粒子的分布。
表1部分金纳米材料的组织分布实验研究
金纳米粒子
实验对象
组织分布
第一作者
出版年
Gold- loaded polymeric micelles:0.9mm鼠血液、脑、肺、心脏、肾脏、骨骼、肝脏、牌脏、胰腺? Al Zakr/y
5 nm
小肠、大肠、皮肤、淋巴结、尿液、粪便
2015
GNPs:10nm、50mm、100nm、250m鼠血液、脑、肺、心脏、肾脏、肝脏、脾脏、胸腺、率丸 De Jong1
2008
GNPs:1.4nm、18nm
鼠血液、肺、肾脏、肝脏、牌脏、皮肤、子宮、尿液、粪便 Semele- Behnke?2008
GNPs:15nm、50nm、100mm、200nm鼠血液、脑、肺、心脏、肾脏、肝脏、牌脏、胃、胰腺
Sonavanel?
2008
Gold- nanorods::长556nm,宽13.3nm鼠血液、脑、肺、心脏、肾脏、肝脏、牌脏、肌肉、骨髓、美便Wang?
金纳米材料的细胞毒性
时间均影响肝细胞改变的程度。同时,金纳米粒子可能存在
个最佳的细胞吸收尺寸, Chithrani等报道,Hela细胞
2.1金纳米粒子尺す对细胞毒性的影响既往实验研究发对14m、50nm金纳米粒子的吸收能力因金纳米粒子的尺
现,金纳米粒子的尺寸与毒性之间具有依赖关系:金纳米粒子
寸不同而产生差异,金纳米粒子的饱和浓度也不同,并发现
尺寸越小,对细胞的毒性越强。Pan等?报道相对于15nm
0nm金纳米粒子能被Hela细胞最有效吸收。
的金纳米粒子,1.4nm金纳米粒子对结缔组织成纤维细胞、上
Cardoso等将10mm、30nm金纳米粒子与生理盐水
皮细胞、巨噬细胞、黑色素瘤细胞有更大的细胞毒性。Liu等均按70gkg注入小鼠体内,24h或28d后采用斩首法处死
指出5nm的金纳米粒子可以阻滞肺癌A549细胞株的细胞增
全部小鼠,发现小鼠急性或慢性摄入金纳米粒子均对脑皮质
殖,而20m与40m的金納米粒子则没有这种阻滞效果。DNA有损伤作用,小鼠急性摄入金纳米粒子(24h)后,30m
Abdelhalim21将10nm、20nm、50nm的金纳米粒子经腹腔
金纳米粒子组对小鼠脑皮质的损伤作用高于10nm金纳米粒
注入小鼠体内后饲养3d或7d,发现心肌细胞出现代谢及结
子组,差异有统计学意义(P<0.01)。这一研究表明金纳米
构障碍、心肌细胞的改变与心肌细胞的细胞质液化、慢性炎
粒子的细胞毒性可能是金纳米粒子的多种理化性质和所作用
症细胞等作用有关。该实验中心肌细胞的改变与金纳米粒子
的细胞系共同决定的,尺寸影响细胞对金纳米粒子的吸收能
的尺寸与时间具有依赖关系:金纳米粒子的尺寸越小、接触
时间越长,心肌的改变程度越明显。在此基础上,
Abdehalin等川又发现10nm、20mm、50m金纳米粒子
【基金项目】国家自然科学基金面上项目(81071240)。
使小鼠肝细胞在慢性炎症细胞的作用下出现水肿脚、脂肪变性、【作者单位)安微医科大学第三附属医院介入科安合肥23006
肝血窦扩张充血等改变,而且所用金纳米粒子的尺寸和接触【通讯作者】高斌E- mail: gaobin3136a163com