纳米材料的毒性

2025-01-27

纳米材料的毒性（共8篇）

纳米材料的毒性篇1

摘要：随着纳米技术的进步和人工纳米材料的使用,大量纳米材料不可避免的进入生态环境,被生物体吸收或者与生物体发生直接接触。其潜在的生态风险已引起社会广泛关注。纳米材料在环境中的转化和降解关系着它们在环境中的潜在风险及生态毒性,其中纳米毒性是近年来纳米生物安全性研究的焦点。研究纳米毒性对研究纳米材料的环境潜在风险和危害有重要意义。本文通过结合国内外相关研究成果对近年来纳米材料的毒性进行了综述。

关键词：人工纳米材料,毒性,生态效应,环境效应

自从20世纪90年代人类发现富勒烯(C60),碳纳米管(CNT)等人工碳纳米材料以来[1],人工纳米材料凭借着其本身微小的尺寸和特殊的结构,具备了许多其他材料不曾拥有的理化性质,在材料化学、药学、生命科学、电子产业和能源产业等诸多领域被广泛应用。纳米技术是近年来迅速发展起来的前沿科技,具有广阔的应用前景[2]。

但随着人工纳米材料的大量使用,它们将不可避免地被释放到环境中,有极大的概率进入生物体内或者和生物发生接触,由此可能引起的生态风险引起社会各界的广泛关注[1]。许多顶级刊物也曾多次刊载过有关纳米材料对人体、对环境的毒性影响和潜在风险的研究报道的文章[2]。因此研究纳米材料在环境中的转化降解和生物毒性有着十分重要的意义。

本文结合了中外研究成果着重综述了几种典型纳米材料的毒性。通过文献查阅,对典型纳米材料的毒性和环境效应有了初步了解,并对未来的研究方向进行展望。

1 纳米材料

1.1 纳米科技

纳米材料是由纳米颗粒组成的具有特殊理化特性的一种新型材料。其组成单元纳米颗粒则是在空间上长度小于100 nm的微粒。在这个微观层面通过纳米颗粒组成新的具有特殊理化特性的材料———即纳米材料[3]。纳米技术就是在微观层面上,通过研究纳米颗粒的特性来制造纳米材料的技术[4],这是一门新兴的高速发展的科学技术。

纳米材料凭借着它微小的体积和本身的结构具备了其他材料不能比拟的反应活性和理化性质,在电子应用、磁学、光学、生物医学、药学、化妆品、能源、传感器、催化以及材料学等各个领域均有十分广泛的用途。在尖端科技领域有着不可动摇的地位的同时,纳米材料也为传统领域注入了新鲜的血液,推动了传统产业的进一步发展,因此纳米技术也在世界范围内发展迅速,受到了各个国家的重视[5,6]。

1.2 纳米材料的分类

常见的纳米材料的分类方式有以下几种:

根据纳米粒子在最终的纳米材料产品中的不同的存在形态,纳米材料可以分为纳米粒子、纳米块体材料和纳米组装体系;也可以根据纳米材料的空间形态将其分类为纳米块状材料、纳米薄膜材料和纳米纤维材料[7]。

纳米材料也可以根据维数分为三类:量子点、量子线和量子阱。量子点是零维纳米材料比如纳米尺度颗粒和原子团簇;量子线是一维纳米材料,常见的碳纳米管就是此类纳米材料,还包括纳米线纳米棒等;量子阱是二维纳米材料,如超薄膜、多层膜这一类纳米材料就是典型代表[5]。

此外,凭借纳米材料在环境中的多样的存在形式还可以将其划分为:1碳质纳米材料,如富勒烯、单壁碳纳米管和多壁碳纳米管等;2纳米金属氧化物,如Zn O、Ce O2、Fe3O4、Cu O及Ti O2等;3零价金属材料,如零价铁、银、金等;4半导体材料,如各种纳米晶粒材料,量子点(QDs)等;5纳米型粘土矿物,如纳米型蒙脱土、高岭土、羟基磷灰石等[7]。

2 纳米材料的毒性

下面从纳米材料在环境中的存在形式来分类,分别阐述不同类型的常见的纳米材料对微生物的毒性影响。

2.1 碳质纳米材料

碳质纳米材料最常见的有三类:碳纳米管,富勒烯和石墨烯纳米材料。

在纳米毒理学中,膜损伤是一种标志性的监测结果。在某些特定情况下,膜损伤是纳米毒性的起源[3,7]。它往往发生在NP渗透,水渗透,离子迁移和脂质触发器将被触发后。据报道纳米材料可能会通过切割细胞膜来诱发对细胞的毒性影响,例如碳纳米管,它可以降低细胞的完整性,实验报道通过分散碳纳米管以及更快地晃动碳纳米管,对细菌产生了更大的毒性作用[8,9,10]。

同理,石墨烯纳米材料,由于它有着锋利的片层结构,同样可以引发细胞膜的损伤[8]。也有报告指出的石墨烯破坏分子膜的机制:首先,石墨烯渗透到细胞膜大肠杆菌。然后,磷脂是由石墨烯层提取。在TEM和仿真结果一起表明,这两个步骤造成了磷脂破坏性提取,这就是石墨烯纳米材料的分子基础毒性。

以富勒烯对黑鲈的影响试验为例,最终实验研究表明富勒烯通过诱导脂质过氧化(LPO)反应干扰了细胞正常的功能和生命活动,使黑鲈鱼的大脑产生损伤,破坏了他的脑中枢神经细胞[3,6]。一系列的富勒烯对水生生物的实验表明产生生物毒性的主要机制可能是C60诱导水生生物的氧化应激,这种氧化应激所产生的氧化胁迫或自由基引发了水生生物的细胞膜破损,进而影响生物细胞的正常生命活动,导致细胞凋亡[2,7,10,11]。

2.2 纳米金属氧化物和纳米金属

近年来n Ti O2,n Zn O为代表的一类典型的纳米金属氧化物研究结果[6,12,13,14,15]表明影响纳米金属氧化物的毒性的一个重要因素是其溶解度强弱,可溶性的纳米金属氧化物对生物细胞的毒性可以更明显的表现出来,影响细胞的正常的生命活动,不可溶的纳米金属氧化物也会沉积潜伏在细胞体内,也会诱发生物体的不良变化,例如癌变、畸形[2,10]。另一个影响纳米金属氧化物的毒性效应的重要原因是纳米金属氧化物的化学稳定性,在发生氧化还原反应的过程中,由于电子或离子的释放、转移,强氧化性(Mn3O4,Ce O2等)或还原性(Fe O,Cu O等)的纳米金属氧化物会产生细胞毒性和遗传毒性[7,16]。此外,由于粒径大小的原因,粒径越小,表面活性越高,毒性就越强,对微生物的伤害就越大[2,17]。

已纳米银为例的金属纳米材料:研究表明,这一类金属纳米粒子有着较强的生物毒性,纳米材料的粒子大小和纳米材料的化学稳定性是影响其毒性的重要原因。例如:1带负电的纳米银粒子可破坏了细菌细胞膜,使细菌菌膜渗透性显著增加,最终导致细胞死亡。2粒径越小的纳米粒子的活性越强,对硝化细菌的毒性越明显;同时Ag NPs可使硝化细菌细胞内活性氧(ROS)含量增加并诱导细胞损伤。研究表明了金属纳米材料有着较强的生物毒性,粒径小的纳米粒子的活性和对生物毒性越强,而产生毒性的机制是纳米粒子的氧化应激,这种行为破坏了生物的细胞膜,影响了细胞的正常生命活动,使其死亡[7,18,19,20,21,22]。

2.3 量子点

影响量子点(QDs)的生物毒性的原因有很多,有外界因素也有本身的因素,例如:外界因素包括外包被材料的生物活性、氧化性,量子点的浓度等;同时量子点本身的组成材料的毒性和其颗粒大小也会影响量子点的毒性[3,7,8,23,24]。

3 总结和展望

综上所述,纳米颗粒的对微生物的生物毒性主要体现在:粒径小的纳米材料由于本身的活性更容易对微生物细胞造成急性毒性影响,影响微生物正常生命活动;粒径较大进入并沉积到微生物细胞内产生癌变或者致畸,具备基因毒性影响微生物细胞的繁殖,影响细胞内的蛋白质的正常表达;通过切割破坏微生物细胞膜结构或通过氧化应激破坏了生物膜结构,产生细胞损伤,导致死亡[3,8]。

纳米材料和纳米技术在日益发展的社会各个领域中有着很大的比重,是当前社会研究的热点和重点,例如废水处理、净化空气、抗菌等[4],促进了植物的生长和光合作用[3,25],氮的新陈代谢[26,27,28,29]等等。但是纳米技术广泛应用于社会各个领域的同时不得不考虑它对环境的潜在风险的毒性影响。

微生物是地球生物化学循环的一个重要的组成环节,纳米材料对微生物的毒性影响势必会影响到人们的日常生活和生态环境的正常运转,撰写本文的目的也是希望通过这篇文章引起对这个现象的重视,明确毒性纳米材料对生物体的毒性影响,建议一套行之有效的研究生产方法:从生产纳米材料到纳米材料的利用以及释放到环境的过程中尽量降低或者消除纳米材料对人体,对微生物,对环境的毒性危害,让社会更有效的利用我们的研究成果。

纳米材料的毒性篇2

锰的神经毒性机制

长期接触高浓度锰会引起锰中毒,但其神经毒性机制尚未完全清楚.本文就锰引起线粒体损伤、溶酶体损伤、细胞凋亡等方面的研究进展作一综述,探索毒性作用机制,为锰中毒的预防和治疗提供依据.

作者：李秀菊闫永建 LI Xiu-ju YAN Yong-jian 作者单位：山东省职业卫生与职业病防治研究院,山东,济南,250062刊名：中国工业医学杂志 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF INDUSTRIAL MEDICINE年，卷(期)：20(6)分类号：O614.711关键词：锰神经毒性

蟾蜍的毒性研究篇3

蟾蜍对小白鼠的影响

我们捉来几只大蟾蜍，把它们麻醉后，放在解剖盘上固定。先用一次性针筒将蟾蜍的耳后腺分泌的白色浆液抽出约0.8毫升，然后剥去皮，将皮与肉分开，并分别切碎。我们取来3只饥肠辘辘的小白鼠，分别放入3个笼中，贴上标签，将碎皮放入1号笼中，将碎肉放入2号笼中，再将抽出的白色浆液注入第3只小白鼠的肌肉内，并开始观察。

3号小白鼠5分钟后就出现躁动、呕吐、肌肉颤动，并不断加重；25分钟后倒地昏迷，呼吸浅快；4小时后四肢开始恢复活动；6小时后逐渐正常。

1号小白鼠食用蟾蜍皮十几口后，出现恶心、呕吐、躁动；20分钟后肌肉开始颤动、呼吸浅快；2小时后四肢颤动开始减轻、呼吸变慢；4小时后逐渐正常。

2号小白鼠食用蟾蜍肉很多，一直安然无恙。是不是时间太短？就让它呆一个晚上吧。第二天早上，我们发现2号小白鼠仍然没有反应，还自由自在地来回跑动。

我们想：是不是有误差？为了使我们的实验准确可靠，第二天我们又到河边草丛中捉来两只大蟾蜍，按昨天同样的方法进行实验，结果，只有食用蟾蜍肉后的小白鼠没有反应。由此看来，蟾蜍肉没有毒。

蟾蜍对小猫的影响

那么蟾蜍对其他动物是否有同样影响呢？我们找来了3只小猫，按昨天同样的方法进行实验，结果，食用蟾蜍肉后的小猫安然无恙，其余两只猫都有一定程度的恶心、呕吐与躁动，但没有昏迷与死亡。至此，我们开始对蟾蜍的危害有所了解，下一步，我决定在自己身上做实验，研究蟾蜍对人是否有影响。

蟾蜍对人体的影响

我们又从蟾蜍的耳后腺抽出一些白色浆液。我取了约0.5毫升涂在自己的手臂上。刚开始时，我觉得皮肤有点凉，紧接着就有火辣辣的感觉。然后我用清水把皮肤上的汁液清洗干净，约30分钟后，就什么感觉也没有了。接着，我取了一块蟾蜍皮放在自己的手臂上，手臂上的感觉和涂上蟾蜍液相似。最后，我用蟾蜍肉做实验，皮肤无反应。由此再一次说明，蟾蜍的皮与分泌液是有毒的，肉没有致毒作用。

研究结果

通过实验与研究，我明白了蟾蜍的毒来自于它的皮与分泌液，而肉并没有害。经过查资料，我们还知道其实蟾蜍是一种药用价值很高的经济动物，其全身都是宝！蟾酥（分泌液）、干蟾皮、蟾衣、蟾头、蟾舌、蟾肝、蟾胆等均为药材。蟾酥是我国的传统名贵药材之一，是六神丸、梅花点舌丹、一粒珠等31种中成药的主要原料。中国生产的蟾酥在国际市场上声望极高，每年出口2 500多千克，可换得外汇500多万美元。

相关链接

蟾蜍在全国各地均有分布，它夜间捕食、活动，以甲虫、蛾类、蜗牛、蝇蛆等为食，胃口特别好。它常活动在成片的甘蔗田里，捕食各种害虫。因此，世界上许多产糖地区都把它请去与甘蔗的敌害作战，并取得了良好成绩。

纳米雄黄的急性毒性试验研究篇4

1 材料

1.1 试验动物与饲养管理

6~8周龄SPF级Balb/c小鼠80只, 体重为20~22 g, 雌雄各半, 生产许可证号为SCXK (甘) 2009-0004, 使用许可证号为SYXK (甘) 2009-0005, 由兰州大学基础医学院实验中心提供。小鼠饲养于兰州大学基础医学院实验中心SPF屏障环境内, 饲喂北京科澳协力饲料有限公司生产的SPF鼠料, 饮用水经杭州洁达净化科技有限公司生产的实验动物饮用水处理器处理。小鼠自由采食和饮水;所用垫料经高压灭菌, 每周更换2次;饲养室内每次换完垫料后用84消毒液对地板及所用器具消毒, 并且每周用紫外线照射消毒1次。在试验前连续观察7 d, 确定临床健康即可进行试验。

1.2 主要仪器与试剂

全自动生化分析仪, 日本株式会社日立高新技术科技有限公司生产;超净工作台, 苏州净化设备有限公司生产;光学显微镜, 日本Olympus公司生产;恒温气溶摇床, 丹麦Heto公司生产;手提式不锈钢蒸气消毒器, 上海审安医疗器械厂生产;电热恒温培养箱, 上海一恒科技有限公司生产;血液生化检测试剂盒, 北京柏定生物工程有限公司生产。

1.3 纳米雄黄

雄黄原药粉, 西安中药集团公司生产, 采用球磨法制成纳米微粒[3]。称取纳米雄黄4 g, 加入10 m L用KCl饱和的硝酸溶液, 置于恒温气溶摇床上摇至溶解;再用Na OH调p H值至7.2左右, PBS定溶, 配成浓度为2 mg/m L的储存液, 过滤除菌, 4℃保存, 备用。

2 方法

2.1 预试验

预试验前对小鼠进行7 d的喂养试验, 观察期内小鼠自由采食和饮水, 每日空腹称重, 确定临床健康。预试验旨在找出受试物的0, 100%估计致死量, 以此确定正式试验分组的组距[2,4]。预试验时将小鼠随机分成4组, 每组5只, 各组经口灌胃等体积不同浓度药物, 组间给药浓度以约1.56倍递增。4组分别为对照组、药物1组 (32.00 mg/kg) 、药物2组 (50.00 mg/kg) 、药物3组 (78.00 mg/kg) 。每个药物组灌胃1次, 对照组灌胃等体积的纯化水, 试验时间为7 d。

2.2 正式试验

2.2.1 分组

正式试验时将Balb/c小鼠随机分成6组, 即5个不同剂量的给药组和1个空白对照组, 每组10只, 雌雄各半。

2.2.2 急性毒性试验

灌胃前禁食、不禁水8 h, 用金属灌胃针头一次性经口灌胃等体积不同浓度药物, 每只小鼠按10 g体重给药0.2 m L, 空白对照组小鼠灌胃等体积的生理盐水[5,6]。

2.2.3 临床表现

给药后观察小鼠的精神状态、饮食情况、被毛光泽度、死亡情况等临床表现, 前3 d每隔3 h观察1次, 3 d以后每隔6 h观察1次, 连续观察7 d。

2.2.4 剖检变化

及时剖检死亡小鼠, 记录病变情况, 试验结束后用颈椎脱臼法处死小鼠, 解剖, 观察有无肉眼可见的病理变化, 必要时进行病理组织学检查, 快速取所有小鼠的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏, 制作石蜡切片, 显微镜下观察各脏器的病理变化并采集图片。

2.2.5 各剂量组小鼠体重变化

试验开始前和试验结束后分别称量各组小鼠体重, 记录数据。

2.2.6 各剂量组小鼠脏器系数变化

试验结束后用颈椎脱臼法处死小鼠, 在超净工作台上无菌操作依次取出心脏、肝脏、脾脏、肺脏、左肾、右肾, 分别用滤纸吸去各脏器表面的血液后称其湿重, 计算脏器系数, 计算公式:脏器系数=脏器绝对重量/体重×100%。

2.2.7 血液生化指标的检测

在试验结束前最后1天, 各组小鼠称完体重后从眶后静脉窦采血, 静置2 h后离心分离血清, 然后用全自动生化分析仪检测血清中的总胆红素 (TBIL) 、白蛋白 (ALB) 、总蛋白 (TP) 、谷丙转氨酶 (ALT) 、肌酐 (CREA) 、谷草转氨酶 (AST) 、碱性磷酸酶 (ALP) 、葡萄糖 (GLU) 、尿素 (BUN) 、肌酸激酶 (CK) 、胆固醇 (CHO) 、三酰甘油 (TG) 、钠 (Na) 、钾 (K) 、氯 (Cl) 共15项血液生化指标。

3 结果

3.1 预试验结果

通过预试验初步确定纳米雄黄的致死剂量范围在32.00~78.00 mg/kg之间, 根据预试验的给药剂量可得正式试验的剂量比 (r) 。, 式中:r表示相邻两组剂量的比值;a表示受试物的最大剂量;b表示受试物的最小剂量;n表示组数, 根据上式可得纳米雄黄正式试验的剂量比约为1.25。预试验结果见表1。

3.2 急性毒性试验结果

参照预试验结果, 按照约1∶1.25的等比级数设置剂量组, 分别为32.00 mg/kg、40.00 mg/kg、50.00 mg/kg、62.50 mg/kg、78.13 mg/kg, 按此剂量组进行急性毒性试验。采用改良寇氏法计算LD50及LD50的95%可信限[4]。经计算, 纳米雄黄的LD50=38.38 mg/kg, LD50的95%可信限为33.52~43.94 mg/kg。因此, 纳米雄黄对小鼠的经口LD50为1~50 mg/kg, 根据《兽药试验技术规范汇编———新兽药一般毒性试验技术要求》中规定, 经口LD50在<1 mg/kg以下为极毒, ≥1~<50 mg/kg为剧毒, ≥50~<500 mg/kg为中等毒, ≥500~<5 000 mg/kg为低毒, ≥5 000 mg/kg以上为实际无毒。据此判定纳米雄黄属于剧毒范畴[3]。纳米雄黄对Balb/c小鼠死亡率的影响见表2。

3.3 观测指标

3.3.1 临床表现

在试验期间, 空白对照组和给药组小鼠均自由采食和饮水。试验过程中空白对照组小鼠体重逐渐增加;给药组小鼠体重在1~3 d时有所下降, 此后又逐渐回升。1~3组小鼠在灌胃后略有不适, 采食量、饮水量及活动量减少, 24~48 h恢复正常。4~5组小鼠在灌胃后精神倦怠, 活动量减少, 被毛竖立, 光泽度降低, 死亡前不吃不喝呈蜷缩状。4组小鼠灌胃2~3 d后存活, 采食量、饮水量均呈增加趋势, 活动增多, 毛色光泽度转好。以78.13 mg/kg剂量灌胃后小鼠在48 h内全部死亡。剖检死亡小鼠, 大多数小鼠胃体膨大, 胃内充满气体, 内容物较稀;肠管内充满液体, 拉黄色、脓样粪便, 肠系膜血管扩张、充血。个别小鼠肝脏肿大, 颜色变淡, 质脆;肺脏充血;其余脏器无明显眼观变化。第8天颈椎脱臼法处死全部存活小鼠, 剖检, 对比给药组和空白对照组小鼠的各器官发现, 无明显眼观病变。

3.3.2 各组小鼠体重变化

第1天和第7天, 各剂量组小鼠体重与空白对照组比较发现, 1~4组小鼠差异不显著 (P>0.05) , 5组小鼠差异极显著 (P<0.01) 。

3.3.3 各组小鼠脏器系数变化

与空白对照组比较, 1~3组小鼠的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏系数差异不显著 (P>0.05) ;4组小鼠的肝脏、脾脏、肺脏系数差异显著 (P<0.05) ;5组小鼠肝脏、脾脏系数差异极显著 (P<0.01) , 而肺脏系数差异显著 (P<0.05) , 结果见表3。

3.3.4 血液生化指标检测

注:与空白对照组比较, *表示差异显著 (P<0.05) , **表示差异极显著 (P<0.01) , 无肩标表示差异不显著 (P>0.05) 。

与空白对照组比较, 4组TP含量差异显著 (P<0.05) ;2~4组ALT活性差异极显著 (P<0.01) ;1~4组ALP活性差异极显著 (P<0.01) , 结果见表4。

3.3.5 病理组织学变化

与空白对照组比较, 1~3组小鼠的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏在显微镜下未见任何异常。4~5组小鼠心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏在显微镜下有病变。空白对照组小鼠各器官的病理组织学变化见207页彩图1。

4组 (62.50 mg/kg) 小鼠心肌细胞轻度颗粒变性, 横纹模糊, 间质水肿;肝细胞体积增大, 胞浆疏松, 肝血窦受压变窄;脾脏的红髓、白髓及其边缘区结构清晰, 脾脏轻度淤血, 有许多中性粒细胞浸润;肺脏部分区域肺泡扩张, 肺脏萎陷, 腔内出血;肾脏近曲小管中度颗粒变性, 见207页彩图2。

5组 (78.13 mg/kg) 小鼠心脏的间质增宽, 心肌纤维横纹模糊不清, 间质水肿、无炎性细胞侵润;肝细胞肿胀, 体积增大, 胞浆疏松淡染, 肝窦受压变窄, 颜色变淡;脾脏轻度淤血;肺泡壁血管扩张淤血, 弥漫性片状出血;肾脏管腔形状不规则, 上皮细胞肿胀, 胞浆呈颗粒状, 颜色变淡, 见207页彩图3。

4 讨论

4.1 纳米雄黄对小鼠临床表现的影响

选用SPF级近交系Balb/c小鼠是因为其遗传基因纯合, 个体差异小, 试验结果准确可靠[5,6]。在整个试验期间, 除62.50 mg/kg、78.13 mg/kg剂量组的小鼠在灌胃后活动量减少, 精神倦怠, 被毛竖立, 光泽度降低, 死亡前呈倦卧状;其他组个别小鼠给药后有比较轻微的上述症状, 24~48 h后与空白对照组相比无异常表现。本试验采用改良寇氏法计算纳米雄黄对小鼠经口LD50为1~50 mg/kg, 口服属于剧毒范畴。提示纳米雄黄口服的毒性很高, 兽医临床应用存在巨大的风险, 有待进一步研究。

注:与空白对照组比较, *表示差异显著 (P<0.05) , **表示差异极显著 (P<0.01) 。

4.2 纳米雄黄对小鼠体重的影响

动物体重的增长情况是毒理试验中常用于综合反映动物全身健康状况的基本指标, 它可以反映受试药物对机体的影响[4]。1~4组与空白对照组相比差异不显著 (P>0.05) , 5组与空白对照组相比差异极显著 (P<0.01) ;5个剂量组体重增重幅度有差异, 为空白对照组>1组>2组>3组>4组>5组, 总体来看, 随着药物剂量的增大, 对动物体重增长有一定抑制作用。

4.3 纳米雄黄对小鼠脏器系数的影响

由于动物脏器重量随机体增重幅度发生改变, 动物脏器系数也是毒理试验中常用于综合反映毒性的评价指标[4]。1~3组小鼠的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏系数与空白对照组相比差异不显著 (P>0.05) ;4组的肝脏、脾脏、肺脏系数与空白对照组比较差异显著 (P<0.05) ;5组的肝脏、脾脏系数与空白对照组比较差异极显著 (P<0.01) , 而肺脏系数差异显著 (P<0.05) 。5组小鼠脾脏系数处于相对增高的水平, 组织学病变可见小鼠脾脏有淤血现象, 这与实际报道相符合[4];肝脏系数与空白对照组相比有明显差异, 组织学也见病理性变化, 说明口服高剂量纳米雄黄对肝脏有一定程度的影响。

高剂量 (62.50 mg/kg、78.13 mg/kg) 纳米雄黄对肝脏有明显的毒副作用, 且肝脏的病变程度与药物剂量有关, 大剂量长期服用可引起肝脏颗粒变性、肝细胞坏死及慢性中毒性肝硬变。低剂量 (32.00 mg/kg、40.00 mg/kg、50.00 mg/kg) 时病变轻微, 空白对照组小鼠的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏在显微镜下几乎未见任何异常, 因此临床应用纳米雄黄时尽量使用小剂量, 不宜长期连续服用。

各剂量组小鼠肺脏所呈现的各种共同病变, 与空白对照组无明显差别, 小鼠出现的临床表现可能是向胃内灌注药液及生理盐水时少量被吸入气管的慢性刺激所致, 与药物的毒副作用无关[7]。

4.4 纳米雄黄对小鼠血液生化指标的影响

血液生化指标是毒理学试验中经常测评的指标, 通过衡量机体血液各成分在受试药物作用下有无改变, 从而确定受试药物的毒性大小[4]。从试验结果直观分析可知, 随着药物剂量的增大, 肝脏功能的检测指标TP、ALT、ALP会相对增大, 说明如对试验动物长期、大剂量饲喂该药物, 可能存在潜在的危险性, 这有待进一步研究及临床应用加以证实。

在小鼠急性毒性试验中, 每只小鼠口服剂量为78.13 mg/kg时, 相当于常规临床使用剂量的10~20倍, 32.00 mg/kg剂量相当于常规临床用量的4~8倍。在急性毒性试验过程中, 1组 (32.00 mg/kg) 与空白对照组比较, 小鼠平均摄食量差异不显著, 其他指标正常。目前, 雄黄的临床使用剂量为32.00 mg/kg的1/4~1/8, 本次急性毒性试验结果提示, 在此剂量下口服应用该药物的毒性会相应降低。大剂量或长期使用该药可能会产生较大的毒性作用, 有待进行亚慢性毒性试验、慢性毒性试验及安全性评价[8], 更加准确地掌握该药的毒性作用, 为纳米雄黄的兽用临床推广奠定基础。

A.心脏;B.肝脏;C.脾脏;D.肺脏;E.肾脏。

摘要：为了检测纳米雄黄的毒性, 对其药物安全性作出客观评价, 试验按照约1∶1.25等比级数设置5个药剂量组和1个对照组, 准确测定纳米雄黄的LD50, 并对试验组Balb/c小鼠的临床表现、体重变化、脏器系数、血液生化指标及组织学变化进行统计分析。结果表明:口服纳米雄黄的急性毒性很高, 属于剧毒范畴, 临床应用有较高的风险。

关键词：纳米雄黄,急性毒性试验,LD50

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如何科学看待药物的毒性？篇5

说起来，同仁堂其实也挺冤的，引起汞含量超标的主要原因是药品中含有朱砂，而朱砂恰恰是很多中药组方的重要成分。中成药里面汞、砷等重金属使用问题绝非同仁堂一家独有，而是整个中药界的问题。

早在2007年，上海复兴临西药业有限公司生产的复方芦荟胶囊就在英国被查出汞含量超标11.7万倍，被英国政府禁用。据统计，目前中成药里面含朱砂的占10%左右。北京同仁堂在CFDA注册的不重复药方732条纪录，含朱砂硫化汞86条。尤其需要注意的是，有大量的儿科用药里面使用朱砂，包括“小儿惊风散”和“小儿至宝丸”等。

朱砂是一种传统的经典中药，主要成分是硫化汞，主要功效是“清心镇静，安神解毒”。目前，朱砂已经在全世界除中国大陆外的几乎所有地区被禁用，而在国内，关于朱砂是否应该退出中药市场这一话题，也一直争论不休。

中医界有人认为，朱砂的主要成分硫化汞不溶于水，难于被人体吸收，因而是安全的。如果这种说法成立，那实在难以理解仅仅在肠道内旅游了一圈而根本不被吸收的朱砂是如何起到安神定惊作用的。

实际上，现代研究已经证明，朱砂在厌氧有硫的条件下，在pH值为7、温度为37℃的暗环境中与带甲基的物质相遇能产生甲基汞，而甲基汞的吸收率可达100%，而人体肠道正具备上述条件。而且，胃肠道中消化酶和肠道细菌中可能具有氧化还原酶、甲基转移酶等酶类，更有助于硫化汞在消化道被转化成甲基汞或半胱氨酸汞、谷胱甘肽汞等小分子络合物而被吸收。

汞作为一种有毒的重金属，进入人体后，会在人体内蓄积，对肝、肾、心脏等组织造成损伤，而且会侵犯神经系统。汞在脑组织中代谢较慢，易蓄积中毒，损坏中枢神经，这对大脑未发育完全的婴幼儿、胎儿来说，智力和记忆力受其影响较大。汞还能透过胎盘屏障，因婴幼儿、胎儿对汞等重金属的生理屏障作用和肾脏排泄功能尚未完善，渗透性较成人高，更易形成蓄积中毒。

为什么那么多儿科用药喜欢使用朱砂而且普遍用量匪夷所思得大？一个合理的推测是：汞中毒的表现之一是倦怠嗜睡乃至昏迷，可使婴儿短时间内安静下来不再哭闹。无知医生和家长却误以为这是药物神效。

药物有毒性并不可怕，如果我们因为某种药物有毒性就拒绝使用，那天下将无可用之药。衡量一个药物有没有保留价值，有两个主要的考量因素：

一是疗效与风险的权衡。有很多的化疗药物都有严重的毒性，但是为了挽救肿瘤患者的生命，我们可以在一定范围内容忍。典型的例子是三氧化二砷，也就是俗称的砒霜，砒霜是有剧毒的，但因其对某些白血病患者有良好的效果，所以我们可以容忍其毒性并谨慎地使用。而对于治疗感冒的药物，哪怕只有极小比例的严重不良反应报道，也需要立即停用和召回。

另一个考量因素是有没有更安全有效的替代品。如果我们能够找到更安全有效的、针对同类疾病的药物，那么现有药物就应该淘汰。事实上，我们以往使用的很多西药比如四环素等，就是这样被淘汰的。

回过头来再看朱砂，它的毒性已经比较明确了，那么它的疗效呢？在此，我不得不告诉大家一个让人极其沮丧的数字，目前为止，通过国际公认的疗效和安全性验证的中成药数量，是零。其中当然也包括所有含朱砂的中成药。而目前含朱砂的药物所治疗的绝大部分疾病，现代医学都有安全可靠的手段。

纳米材料的毒性篇6

1 烟气的危害

火灾烟气是由可燃物燃烧后分解生成的含有热量的气态、液态和固态物质与空气的混合物。主要包括水蒸气、CO2、CO、氮氧化物、卤化物、醛类、炭黑等。一般把火灾中对人体有害的成份按毒性作用方式分为刺激性气体和麻醉性气体,刺激性气体有一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、氯化氢(HCl)等,麻醉性气体有氰化氢(HCN)、一氧化碳(CO)等[2]。

现阶段常用烟气成分分析法FED(有效剂量分数)对烟气毒性进行评价,认为烟气的总致死量是各组分气体之和。通过对CO、CO2、O2等气体相互作用的研究,提出一种简化的数学模型[3],计算公式如式(1)。

在国际上除了使用气体分析法来评价烟气毒性,还可以通过动物实验,在实验室燃烧材料产生气体,根据暴露于烟气中的动物的存活情况,来定量描述烟气毒性。动物实验法通常用30 min小鼠烟气暴露实验,观察实验结束后及后续的观察时间内的小鼠的LC50作为评判标准[4]。

2 火灾烟气毒性评价动物染毒实验

2.1 实验原理与方法

对于气体毒性,采用动物实验来考察毒性气体对动物的生理的影响,被看作是对材料分解产物的总的毒性评价的最高手段。本文采用GB/T 20285-2006的实验方法,为取得小鼠的全部不死亡产烟浓度LC0和全部死亡产烟浓度LC100,对包含LC0和LC10 0在内取不少于6个成等比数列的产烟浓度进行动物染毒实验,每个试验组采用8只或10只小鼠。动物感烟染毒的时间为30 min,试验后观察14天。根据各组小鼠死亡率按式(2)计算出LC50[4]。

式中:LC50———小鼠半数致死浓度,mg/L

LC10 0———小鼠全死亡烟气浓度下限,mg/L

i———相邻浓度比值的对数

∑p———各试验组小鼠死亡率的总和(以小数点表示)

根据LC50,对照表1确定材料产烟毒性危险级。

表1 产烟材料危险级别表[5]

2.2 实验结果与分析

(1)材料选取

装潢材料众多,难以一一实验,结合相关统计数据,本文选取几种成份不同的材料作为实验对象,即选用强化木地板,PVC板材,晴纶窗帘这三种材料。这三种材料使用广泛,成份各异,同时也是室内装饰常用材料,具有一定的代表性。

(2)实验结果与分析

强化木地板不同产烟浓度下的小鼠死亡情况如表2。

表2 强化木地板产烟小鼠实验结果

腈纶窗帘强化木地板不同产烟浓度下的小鼠死亡情况如表3。

表3 腈纶窗帘产烟小鼠实验结果

PVC板材不同产烟浓度下的小鼠死亡情况如表4。

表4 PVC板材产烟小鼠实验结果

3 实验数据分析

(1)强化木地板在600℃的LC0=14.38 mg/L,LC10 0=28.52 mg/L,LC50由式(2)得到为19.06 mg/L。根据表1判断为准安2级(ZA2)。实验小鼠在实验结束后即已经死亡,在此后的观察期内没有死亡现象,判断属于麻醉性毒害。

(2)晴纶窗帘在600℃的的LC0=1.12 mg/L,LC10 0=6.78 mg/L,LC50由式(2)得到为3.18 mg/L。根据表1判断为危险级(WX),实验小鼠在实验结束后大部分即已经死亡,此后的观察时间内有死亡,但主要是实验结束后的死亡,因此判断属于麻醉性毒害。

(3)PVC板材在600℃的的LC0=4.68 mg/L,LC10 0=9.28 mg/L,LC50由式(2)得到为6.20 mg/L。根据表1判断为准安3级(ZA3)。实验小鼠在实验结束后没有立即死亡,而在此后的观察期里逐渐死亡,判断属于刺激性毒害。

4 结论

(1)从实验得到材料产烟毒性腈纶窗帘>PVC板材>强化木地板,腈纶窗帘的毒性是PVC板材的1.9倍,PVC板材是强化木地板的3.1倍。其中腈纶窗帘属于麻醉性毒害,PVC板材属于刺激性伤害,强化木地板属于麻醉性伤害。按GB/T 20285-2006标准强化木地板属准安2级(ZA2)、PVC板材属准安3级(ZA3),腈纶窗帘属危险级(WX)。

(2)室内装潢材料烟气毒性差异巨大,不同材料毒性也不同,在选用装潢材料时应注意筛选,保证火灾时人员的安全。

摘要：火灾烟气是火灾中人员致死的主要原因之一,随着室内装饰材料的广泛应用,室内装饰材料的燃烧烟气毒性越来越受到人们关注。研究装饰材料的燃烧烟气毒性,确定产烟毒性危险级别,可以为合理选用装饰材料提供参考。室内的各种装饰材料燃烧会产生各种气体,因材料不同,产生气体成份复杂,无法用单一的气体指标来衡量。本文使用动物染毒法对选定的典型装饰材料进行产烟毒性分级,对选用装饰材料具有一定的参考意义。

关键词：火灾,装潢材料,烟气毒性

参考文献

[1]刘军军,李风,兰彬,等.火灾烟气毒性研究的进展[J].消防科学与技术,2005(06):674-678.

[2]童朝阳,阴忆烽,黄启斌,等.火灾烟气毒性的定量评价方法评述[J].安全与环境学报,2005(04):101-105.

[3]Hartzell G E.Over view of combustion toxicology[J].Toxicology,1996,115:7-23.

[4]GB/T 20285-2006,材料产烟毒性危险分级[S].

纳米材料的毒性篇7

(PC-STEL) 为10mg/m3, 时间加权平均容许浓度 (PC-TWA) 为6mg/m3[2]。但是, 动物实验和职业卫生调查均显示:低浓度苯暴露仍有血液毒性和遗传毒性。李华等[3]为探讨低浓度苯对大鼠T淋巴细胞亚群和γ-干扰素、白细胞介素4的影响, 把Wistar大鼠随机分为4组, 三组给予不同浓度染毒组3个月, 对照组不染毒, 结果显示, 较长期低浓度接苯可引起外周血象T淋巴细胞亚群及功能上的改变。甄炯等[4]为探讨低浓度苯对小鼠过氧化损伤及致突变作用, 将60只雄性昆明种小鼠随机分为高、中、低3个浓度组和1个对照组。采用动式吸入染毒, 连续3个月, 结果显示, 随着染毒浓度的增加, 白细胞计数、血小板计数和血红蛋白含量逐渐下降, 并呈剂量-反应关系。段小燕等[5]为了探讨苯、甲苯、二甲苯对作业人员健康的影响, 对混苯接触人员467名进行了跟踪观察, 并与150名行政人员进行对照分析, 结果表明, 接触组高血压检出率高于对照组, 白细胞减少的检出率高于对照组, 随着接触时间的延长, 高血压和白细胞减少有上升的趋势。高航等[6]对107名接触苯作业的喷漆工人进行对比观察, 环境苯浓度的测定结果均符合国家职业卫生标准, 作业工人的WBC总数的Hb含量大都在正常值范围内, 但实验组血清中总抗氧化能力 (TAC) 含量有显著低于对照组, 由此看来, 在混苯接触工人的血象发生改变之前他们血清中的ATC含量已经发生了改变, 并提出, 血清中TAC水平可以作为评价混苯作业工人机体早期损害的生物学指标之一。苗丽壮[7]利用不同相似接触组 (SEG) 对某鞋厂成型车间的制鞋工人进行研究后发现, 低浓度苯的接触剂量与白细胞计数之间存在剂量-反应关系。郭颖燕等[8]为进一步了解低浓度苯暴露对外周血象的影响情况, 对163名低浓度苯暴露工人进行连续3年的外周血象结果纵向观察。发现低浓度苯暴露WBC计数下降, 暴露2年可引起WBC计数下降0.41单位。因此认为低浓度苯暴露对WBC异常具有一定的累积作用。

单细胞凝胶电泳实验或称彗星实验, 是一种在单细胞水平上检测DNA损伤的新技术, 具有快速、简单、灵敏等特点, 适用于人群生物监测的研究。近年来, 经过不断发展和完善, 彗星实验在检测苯暴露引起DNA损伤的体内、体外研究中具有高度敏感性。孙欣等[9]将24只615小鼠随机分为对照组、苯暴露组、接种肿瘤组、接种肿瘤苯暴露组, 对小鼠进行苯动态暴露染毒, 应用单细胞凝胶电泳实验检测DNA损伤情况, 结果发现, 低剂量气态苯暴露可以导致小鼠骨髓细胞DNA损伤, 但对已形成白血病小鼠的骨髓细胞DNA损伤有抑制作用, 原因有待深入研究。张金龙[10]对35名混苯作业女工外周血淋巴细胞DNA的损伤情况进行检测分析, 发现低浓度的混苯暴露可引起DNA损伤。张耘等[11]以接触苯的同系物作业工人78人作为接触组, 31名饮食行业从业人员作为对照组。运用单细胞凝胶电泳进行外周血细胞DNA损伤的检测。在校正了年龄、吸烟水平后, 接触组外周血细胞的彗星率、彗星尾长均高于对照组, 从接触工龄看, 以1年为界, 提示职业性接触低浓度苯的同系物工人血常规、血生化指标均在正常范围时, 可采用外周血彗星细胞率作为健康监护的生物监测指标, 用于早期筛查。

目前对于苯可引起白血病的机制以及其造成系统毒性仍未得到完全的明确解释, 但是大多数学者认为主要是由于环境因素、遗传因素及其他各种因素综合作用造成的。当苯进入人体后, 通过肝内的细胞色素进行代谢, 成为双氢基和多氢基这一类的化合物, 其中包括而儿苯酚以及苯酚等。以上产物随着血液的循环, 有选择性的在骨髓组织中进行蓄积, 通过骨髓组织中所存在的髓过氧化物酶进行代谢, 最终成为醌类的代谢产物, 以上苯代谢产物和代谢过程中所出现的氧化自由基可以多种方式对骨髓的造血细胞造成损伤, 对骨髓的造血微环境造成损坏, 引起种类较多的、复杂的造血功能紊乱[1]。但是对于不同的个体来说, 其在不同条件下所接触的苯产生的毒性效应是有所差异的, 除了环境因素的影响外, 基因因素也是较为重要的一个影响因素。研究发现:苯的I、Ⅱ相代谢酶和DNA损伤修复基因多态性与苯的个体易感性有关[12]。基因多态性与职业性慢性苯中毒发病工龄有一定的关联性[13]。但是, 目前人群苯接触标志物如苯巯基尿酸 (S-PMA) 和反-反粘糖糠酸 (t, t-MA) 等、人群易感性标志物如苯中毒相关的I、Ⅱ相代谢酶及苯中毒相关DNA损伤修复基因等均因其灵敏度和特异性不高而尚存争议[14]。有鉴于此, 通过对细胞DNA损伤的深入研究, 既可以从遗传因素方面阐明慢性苯中毒发生的机制, 也可以寻找反映个体对慢性苯中毒易感性有意义的生物标志物, 为检出易感人群, 保护作业工人的健康提供更为早期、有效的检测指标[15]。但是由于研究方法和手段的限制, 目前没有一种可以量化低浓度苯实际接触量的客观的评价方法, 在以往所进行的研究中, 多以工种-时间的矩阵方法来进行接触评价, 也就是按照工人的不同工种和其所拥有的工龄, 对工人的接触剂量进行评估, 这种虽然较为简单和快捷, 但是在实际的工作中, 对于工种的划分并不十分明确, 通常同一工种的工人会从事多种工作内容, 另外其工作时间、地点及接触物质也常难以相同, 这便导致个体所接触的剂量完全不同, 所以以此方法进行评价会出现偏差, 导致剂量错分偏倚[7], 同时, 目前的职业卫生监测数据不可能覆盖所有工作地点和时间, 对每个工人都做个体跟踪监测又很难实现。鉴于此, 美国工业卫生协会 (AIHA) 在《评价和管理职业接触的策略》第一版中提出了同类接触组 (homogeneous exposure groups, HEG) 的概念。然而, HEG反映了严格的统计学上的定义, 在实际工作中, 往往难以达到, 因此, 在第二版中又提出了SEG的概念, 按照SEG的定义, 可以把不同接触剂量的个体或群体划分入正确的剂量组, 控制错分偏倚。在正确地划分SEG后, 只要对每个SEG的个别工人进行有代表性的采样, 就可以充分反映该SEG工人的实际接触情况, 从而建立起真实有效的剂量-反应关系。SEG概念的引用, 为低浓度苯的量化研究提供了可以借鉴的研究方法。

目前, 慢性低剂量苯接触的健康危害是当前苯毒性研究的热点问题, 对这一问题的深入研究将利于苯中毒的早期诊断、发现职业禁忌症、保护易感人群、筛选生物标志物等方面具有重要的理论意义和实用价值, 也有利于制定新的职业卫生标准和接触限值, 而且还可为其他职业性中毒的研究和相关职业性肿瘤的预防提供可借鉴的方法, 提高职业性致癌因素暴露工人的早期健康监护的效果。近年来, 我国学者应用基因芯片技术对苯中毒的机制进行了一系列的研究, 结果发现:苯诱导的基因差异表达涉及癌基因和抑癌基因[16]、细胞凋亡[17]、DNA损伤修复[18]、细胞信号传导和周期抑制[19]、免疫和外来化合物代谢[20]等多个方面。由此可见, 随着新技术和新的研究方法的应用, 或为苯中毒机制以及低浓度苯暴露的量化研究掀开新的篇章。

综上所述, 什么水平的低浓度暴露才会对人体产生损害效应, 如何建立起损害的剂量-效应关系, 低浓度苯暴露后人体内以何种方式进行累积效应, 其血液毒性及遗传毒性是否存在时间-反应关系等仍需进一步研究。