纳米毒理学研究方法与实验技术.pdf

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书籍描述

编辑推荐
《纳米毒理学研究方法与实验技术》的主要读者对象是从事纳米毒理学、纳米生物效应研究和纳米技术相关标准制定的科研工作者和相关专业的研究生。

作者简介
张智勇,辽宁沈阳人,研究员,博士生导师。1991年于北京师范大学化学系获理学学士学位,1997年于北京大学技术物理系获放射化学专业博士学位。现任中国科学院高能物理研究所研究员,中国毒理学会纳米毒理学专业委员会、中国科学院放射化学专家委员会委员,中国核学会核化学与放射化学分会、中国物理学会同步辐射专业委员会常务委员,中国稀土学会农医专业委员会、中国核学会同位素分会理事。目前主要从事纳米材料环境行为与毒理学研究,在ACS Nano、Environmental Sciance&Technology、Toxicological Sciences、Nanotoxicology等刊物发表论文80余篇,负责973项目课题、国家自然科学基金重大项目及面上项目课题、中国科学院重要方向性项目课题等。曾获上海市自然科学奖三等奖、上海市科学技术进步奖三等奖各1项。研制的新型掺钆液体闪烁体用于大亚湾中微子实验,成为该实验最主要的创新点之一。

目录
《纳米科学与技术》丛书序
前言
第1章纳米材料的表征
1.1纳米材料的粒度分析
1.1.1电镜观察法
1.1.2离心沉降法
1.1.3激光粒度分析法
1.1.4电超声粒度分析法
1.1.5比表面积法
1.1.6 X射线衍射线宽法
1.1.7 X射线小角散射法
1.1.8拉曼散射法
1.1.9质谱法
1.1.10电泳法
1.1.11颗粒测量新技术及其发展
1.2纳米材料的形貌分析
1.2.1扫描电子显微镜
1.2.2扫描探针显微镜
1.3纳米材料的化学组成分析
1.3.1原子光谱
1.3.2 X射线荧光光谱
1.3.3电感耦合等离子体质谱
1.3.4中子活化分析
1.3.5微区化学组成分析
1.3.6表面化学组成分析
1.4纳米材料的结构和晶形分析
1.4.1 X射线衍射物相结构分析
1.4.2激光拉曼物相分析
1.4.3 X射线吸收精细结构谱
11 5纳米材料表面化学形态分析
1.5.1俄歇电子能谱
1.5.2 X射线光电子能谱
1.5.3紫外光电子能谱
参考文献
第2章纳米材料的前处理方法
2.1碳纳米材料的表面修饰与分散
2.1.1富勒烯的表面修饰与分散
2.1.2碳纳米管的表面修饰与分散
2.1.3石墨烯的功能化及分散
2.2量子点的表面修饰与生物毒性
2.2.1量子点的表面修饰
2.2.2量子点的生物毒性
2.3纳米金属和金属氧化物的分散与离子释放
2.3.1纳米金属和金属氧化物的分散
2.3.2金属离子释放及对纳米金属和金属氧化物生物效应的影响
参考文献
第3章生物样品中纳米材料的检测技术
3.1放射性同位素示踪技术
3.1.1碳纳米材料的放射性标记
3.1.2金属和金属氧化物纳米颗粒的放射性标记
3.2无机元素分析方法
3.2.1电感耦合等离子体质谱法
3.2.2同步辐射x射线荧光分析
3.3其他分析方法
3.4基于同步辐射技术的纳米材料转化分析方法
3.4.1 X射线吸收精细结构谱
3.4.2微束X射线荧光光谱
3.4.3扫描透射软X射线显微成像
参考文献
第4章动物实验研究方法
4.1急性毒性实验
4.1.1经呼吸道染毒
4.1.2经口染毒
4.1.3经皮肤染毒
4.1.4经注射染毒
4.2长期毒性实验
4.2.1呼吸系统毒性
4.2.2心血管系统毒性
4.2.3神经系统毒性
4.2.4生殖/发育毒性与致畸效应
4.2.5致癌效应
4.3检测指标
4.3.1基本指标
4.3.2血液指标
4.3.3尿液指标
4.3.4肺部毒性指标
4.3.5心血管系统毒性指标
4.3.6肝脏毒性指标
4.3.7肾脏毒性指标
4.3.8神经毒性指标
4.3.9生殖/发育毒性指标
4.3.10致癌性指标
参考文献
第5章细胞毒理学研究方法
5.1细胞毒性的检测
5.1.1细胞形态学观察
5.1.2细胞生长状态观察
5.1.3细胞存活率的测定
5.1.4细胞增殖能力的测定
5.1.5细胞代谢活力的测定
5.2细胞凋亡的检测
5.2.1形态学观察
5.2.2生化指标的检测
5.2.3细胞凋亡时线粒体膜电位改变的测定
5.2.4 Caspase活性的检测
5.2.5流式细胞术
5.3细胞氧化应激的测定
5.3.1 ROS的测定
5.3.2抗氧化生物标志物的检测
5.3.3其他氧化应激生物标志物的检测
5.4炎症细胞因子的测定
5.5纳米材料的细胞内摄分析
5.5.1电子显微镜检测
5.5.2元素含量分析
5.5.3荧光谱学分析
5.5.4纳米颗粒细胞内摄分析新技术
5.6纳米材料生物效应的高通量筛选方法
5.7纳米颗粒的物理化学特性对体外细胞实验的影响
5.7.1吸附能力
5.7.2光学特性
5.7.3催化活性
5.7.4磁性
5.7.5溶解性
5.7.6纳米颗粒的团聚
参考文献
第6章分子毒理学研究方法
6.1 DNA损伤检测
6.1.1 DNA链断裂的检测
6.1.2 DNA加合物的检测
6.2基因突变的检测
6.2.1 Ames实验
6.2.2 hprt基因正向突变实验
6.3染色体畸变分析
6.3.1 G显带分析
6.3.2荧光原位杂交技术
6.3.3微核实验
6.3.4姐妹染色单体交换
6.4基因表达调控的研究方法
6.4.1基因芯片技术
6.4.2反转录一聚合酶链式反应
6.4.3 Northern印迹杂交
6.5蛋白质组学研究方法
6.5.1双向电泳技术
6.5.2质谱技术
6.5.3蛋白质芯片技术
……
第7章 纳米材料与生物大分子的相互作用
第8章定量构效关系研究方法
第9章纳米材料的环境行为与毒理
索引

文摘
版权页:



(4)物理吸附。依靠纳米材料的强吸附能力,将溶液中的放射性离子或胶体吸附于表面形成标记物。这种方法操作十分简单,但在体内复杂环境下标记的放射性原子可能出现脱落的情况,因此对标记物的稳定性需要进一步验证。
放射性同位素示踪技术是研究纳米材料的生物效应、环境行为不可或缺的技术手段,但目前实现放射性标记的纳米材料种类十分有限。相关学科的发展需要放射化学工作者建立更多的、更简便的纳米材料放射性标记方法。
3.2无机元素分析方法
对于含有无机金属元素的纳米材料,可以通过检测各组织脏器中特定金属元素含量的方法追踪其在体内的行为。常用的无机元素分析方法如原子吸收光谱、电感耦合等离子体发射光谱、电感耦合等离子体质谱、X射线荧光等均可用于含金属纳米材料的体内分布研究。但有两个前提:一是这种纳米材料在体内稳定,不会发生化学形态的转化;二是所含金属元素在体内的本底值尽可能低,因为一般的无机金属元素分析方法无法区分测定的元素是来自于纳米材料还是来自于体内的本底。
本书第1章已对一般的无机元素分析方法加以介绍,本节仅简述最常用的电感耦合等离子体质谱法和能够得到样品中元素二维分布信息的同步辐射X射线荧光分析用于纳米材料在体内分布研究的应用实例。
3.2.1 电感耦合等离子体质谱法
作为目前最先进的无机元素测定方法,电感耦合等离子体质谱广泛用于含金属元素的纳米材料在动物体内分布的研究。目前ICP—MS的样品引人出现了多种技术,但溶液气溶胶引入仍是最常用的方式。因此,样品制备成为ICP—MS分析的首要环节。对于生物样品常用的样品制备方法是高压消解和微波消解。下面以动物组织样品为例,简述高压消解和微波消解法的流程。
(1)高压消解法:组织样品冷冻干燥后,准确称量50~100 mg,置于压力溶弹的聚四氟乙烯内罐内,加2 mL浓硝酸放置过夜,再加入0.5 mL过氧化氢(30%),盖上内盖放入不锈钢外套中,将不锈钢外盖和外套旋紧密封,然后将消解器放入普通干燥箱(烘箱)隔板上,关好箱门,通电加热,温升至170℃后保持恒温6 h,至消解完成。

内容简介
纳米技术是21世纪的主流技术。随着纳米科技的发展和广泛应用,人们接触到纳米材料的机会越来越多。纳米材料对环境和健康的影响已引起学术界、纳米材料生产者、各国政府部门和公众的广泛关注。与常规材料相比,纳米材料具有独特的物理、化学特性,如小尺寸、大比表面积、高反应活性等。在进行纳米材料毒理学研究时,需要针对这些特性,对常规毒理学方法进行改进,甚至建立新的研究方法。本书总结了纳米毒理学研究中的材料表征、前处理和生物、环境样品中纳米材料的分析检测技术,从动物、细胞和分子水平三个层次评述了目前的纳米毒理学研究方法,同时还介绍了纳米材料定量构效关系理论研究的最新进展。重点探讨了纳米材料与常规材料毒理学研究方法的差异,提出了纳米毒理研究中所应注意的问题。

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