毒理学作业——纳米二氧化钛final.ppt

纳米 TiO2是一种重要的半导体金属氧化物， 通常存在 3 种晶相形式：锐钛矿型(Anatase)、金红石型(Rutile)和板钛矿型(Brookite)。其中，应用最为广泛的是锐钛矿型和金红石型。 由于…… 纳米材料的带隙为 3.2 eV，在紫外照射下，它可以产生活性氧（ROS），如羟基自由基、超氧化物阴离子和过氧化氢。因此，在降解有机物、水和空气净化剂、自清洁涂料等中被广泛使用 此外，由于纳米 TiO2既能吸收和散射紫外线 (波长 200-400 nm)，又能透过可见光、色相 好和色谱广，即可充分屏蔽紫外线，因此广泛应用于保健、防衰老、化妆品等。 其他如废水处理、杀菌、医药、日化、食品、陶瓷、化妆品等与人们的日常生活息息相 关的行业 纳米TiO2 的大量生产及其在众多领域 的广泛应用，使得我们不可避免地大量接触纳米 TiO2 ，因此其毒性也得到越来越广泛的关注。虽然到 目前为止有关其毒性研究的相关资料已经有很多，但 还没有关于纳米TiO2 流行病学方面的研究，而且大多 研究只侧重某一种暴露途径或对某个特定部位产生的影响，缺乏各种不同暴露途径的体内外毒性研究的对 比数据，对其生物安全性尚未进行较为全面系统的评 价。本文分别从体内、体外多种暴露途径对纳米TiO2 的生物毒性进行综述，为综合开发利用纳米TiO2 提供 有价值的参考。 * 特别值得关注的是，近年来 TiO2纳米颗粒广泛地应用于抗菌，医学诊断及治疗中。 首先，利用二氧化钛纳米颗粒的独特性质而广泛地应用于杀菌作用等二氧化钛吸附聚集在细胞上，在一定程度上破坏了细胞膜的完整性。本研究 中证实光催化是杀菌效果的关键 其次，TiO2纳米颗粒可以应用于分子标记。Kenneth 等利用 TiO2-DNA 与荧光剂相连，对大量细胞中二氧化钛纳米颗粒摄取进行荧光量化标记，实现在可见光下对纳米颗粒在动物组织中的定位。在基因敲除和作为对功能的肿瘤显像剂方面具有较好的应用前景 同时，利用光治疗法，纳米 TiO2颗粒还可以应用于抗癌作用研究。例如，在Tsuang 等的研究中表明，紫外光照射 50 分钟后，通过存活曲线显示，TiO2纳米颗粒很强的杀伤作用。Lagopati 等利用二氧化钛纳米颗粒具有的光诱导的的特性，应用于光催化治疗癌症。研究表明，紫外光照射时 TiO 2纳米颗粒可以加速诱导细胞进行凋亡。为了提高 TiO2纳米颗粒的抗癌效果，近年来发展利用 TiO2纳米颗粒作为药物载体，然后加载抗癌药物以应用于药物释放杀癌细胞。例如，Chen 等，构建聚乳酸(PLA)-TiO2 纳米复合颗粒，然后连接抗癌药物及药物分子。研究表明，成功的构建了自组装纳米 TiO2与 PLA 聚合物纳米复合材料，且可以有效地促进药物渗透和在目标白血病 K562 细胞表面上的积累。此外，Elena 等 [99] 在以上研究 的基础上，通过连接器 3，4-二氧噻吩乙酸(DOPAC)把 5 nm 的 TiO 2 颗粒和白细胞 介素-13 识别抗体相连，成功地构建出了特异性的靶向复合颗粒。组成纳米复合颗 粒与白细胞介素-13 表面特异性相结合，可见光下诱导过量的活性氧（ROS）的产 生，介导癌细胞的凋亡，图 1.6 所示。此研究中既提高了 TiO 2 纳米颗粒的光治疗 波长范围，又具有对癌细胞的靶向性，具有很好的应用前景。 * * 纳米材料可以通过多种方式进入人体， 二氧化钛纳米材料主要通过呼吸道、消化道、皮肤、注射等方式进入人体，从而对机体的组织器官发生作用。 主要暴露方式有：吸入暴露途径 * * * * * * * * 组员： 吴立琼 詹宁辛 郑洁怡 黄海莹 什么是纳米材料 什么是二氧化钛纳米材料 纳米材料体内毒理学 二氧化钛的毒性效应机制 纳米二氧化钛的暴露途径 纳米材料是指由纳米结构单元构成的任何类型的材料，其颗粒尺寸一般为 0.1——100 nm. 其包括 2 个基本条件 ： 材料的特征尺寸在 0.1?100 nm 之间， 材料具有区别于常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性. 纳米材料的形状和尺寸效应 纳米材料的电荷效应 (1)表面效应，表面积、表面能及表面结合能增大，并具有不饱和性质，表现出很高的化学活性； (2)小尺寸效应. 周期性的边界条件将被破坏，熔点、磁性、光吸收、热阻、化学活性、催化性等与普通粒子相比都有很大变化； (3)量子尺寸效应. 具有一系列特殊性质，如特异性催化、强氧化性和还原性 (4)宏观量子隧道效应， (5)化学反应性质. 纳米材料表面原子数多，吸附能力强，表面反应活性高； (6)催化性质. 纳米粒子晶粒体积小，比表面积大，表面活性中心多其催化