CdSe/ZnS量子点对斑马鱼胚胎发育的影响

作者:陶核;楼建林;徐娟;谭玉凤;高明;陈琼姜;洪雅青;黄雅丽;张芳芳;兰志仙;吴南翔 刊名:浙江预防医学 上传者:夏亮

【摘要】目的研究Cd Se/Zn S量子点对斑马鱼胚胎发育的影响。方法以0、0.5、1、2、4、8和16 nmol/L Cd Se/Zn S量子点分别处理斑马鱼胚胎,于受精后24、48、72、96和120 h(简称hpf)5个时间点分别观察各自具有代表性的毒理学终点。结果在120 hpf时,Cd Se/Zn S量子点对斑马鱼胚胎的LC50为21.38 nmol/L(95%CI:17.21~26.57)。量子点Cd Se/Zn S对斑马鱼胚胎24 hpf时60 s内胚胎自主运动频率,48 hpf 60 s内心率、胚胎孵化率、死亡率等均有明显影响,高浓度8 nmol/L和16 nmol/L组Cd Se/Zn S量子点在120 hpf时可致斑马鱼胚胎发生心包水肿、肝脏变小、卵黄囊吸收延迟、肠道发育异常及肌肉变性等中毒症状。结论 8 nmol/L及以上浓度Cd Se/Zn S量子点对斑马鱼胚胎具有较强的发育毒性,暴露浓度和时间的增加,Cd Se/Zn S量子点可造斑马鱼胚胎死亡率升高。

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量子点(QDs)被称为半导体纳米晶体,是一种由~或~族元素组成的纳米颗粒,直径通常为1~10nm[1]。量子点具有独特的光学特征,即发射荧光,经过修饰的量子点具有水分散性和生物相容性,可与抗体或其他小分子特异性连接,进行靶向标记、检测。各种量子点以优良、独特的光谱特性和良好的光化学稳定性已在多领域使用[1-4]。其中以CdSe和CdTe为代表,频繁应用于能源材料领域及生物标记领域[3,5]。随着量子点的大量生产和使用,其对生物体的毒性评价也迫在眉睫。量子点作为纳米材料,其毒性研究也有报道,发现量子点应用于细胞标记和动物活体研究时,其核心组分及粒径可引起细胞毒性[6-8]。量子点注射入小鼠体内后,分布于小鼠体内各系统[1],但大多研究为体外实验和少量鼠类实验。斑马鱼(Danioreri)属辐鳍亚纲(Actinopterygii)鲤科(Cyprinidae)短担鱼属(Danio),是一种理想的分子生物学模式生物[1,9-11]。斑马鱼的胚胎毒性试验是毒理学研究的一种重要方法,也是各国标准组织认可的测定单一化学品毒性的标准方法之一[12]。目前运用斑马鱼动物模型进行量子点的毒理学研究报道较少。黄凯等发现量子点TGA-CdTe不仅使斑马鱼胚胎死亡率显著升高,并可致发育延缓和出膜时间延迟[1]。King-Heiden等[2]以CdSe为核、外包ZnS外壳并经特殊处理的量子点染毒斑马鱼胚胎,发现量子点的毒性受外壳的影响,认为其毒性可能是纳米特性或外壳的化学成分引起,而非金属离子的释放所造成。本文拟以水体接触染毒方式研究CdSe/ZnS量子点(CdSe/ZnSQDs)[3]对斑马鱼胚胎发育的影响,为量子点的生物毒性研究提供参考。1材料与方法1.1材料(1)实验用纳米材料:水溶性羧基量子点CdSe/ZnS购于北京中科物源生物技术有限公司,悬浮液,浓度为8mol/L,发射波长525nm,量子点粒径约为2nm,形状为圆型,溶于水。合成方法见参考文献[13]。(2)实验动物:AB-Line品系斑马鱼购于杭州环特生物科技有限公司。斑马鱼胚胎的繁殖以自然成对交配的方式进行。每次交配准备4~5对成年斑马鱼,平均每对能产200~300个胚胎。在28条件下用养鱼用水孵育胚胎(养鱼用水水质:每1L反渗透水中加入200mg速溶海盐,电导率480~510S/cm;pH为6.9~7.2;硬度为53.7~71.6nmol/LCaCO3)。(3)仪器:解剖显微镜(SMZ645,Nikon公司,日本);精密电子天平(CP214,奥豪斯);六孔板(NestBiotech);24孔板(NestBiotech);96孔酶标板(Costar);多功能酶标仪(MithrasLB940,BertholdTechnologies);激光共聚焦显微镜(ZeissLSM710)。1.2方法CdSe/ZnSQDs斑马鱼胚胎发育毒性实验:设置量子点浓度梯度为16、8、4、2、1和0.5nmol/L以及对照组,每个浓度120个胚胎,用6孔板作为染毒容器,每个孔加受试液3mL,30个胚胎。持续染毒1hpf至120hpf,每24h换液。对照组及量子点配制使用养鱼用水,恒温培养箱(281),全程无光照[14]。显微镜下观察、记录胚胎发育过程中具有代表性的毒理学终点。(1)在24hpf时,每个浓度随机选取40个胚胎观察并测定卵膜内的自主运动;(2)在48hpf时,每个浓度随机选取40个胚胎观察并测定斑马鱼心率;(3)在24、48、72、96和120hpf时,分别统计每个浓度组120个斑马鱼胚胎或幼鱼死亡数量并及时移除,计算

参考文献

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