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碳纳米点研究探寻大气颗粒物影响健康机制

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来源: 作者: 2019-05-17 02:56:12

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流行病学研究在吸入来自不完全燃烧的超细颗粒物和呼吸系统及心血管疾病之间建立了很强的关联。不过,关于大气颗粒物如何影响人类健康背后的机制仍知之甚少。最新的碳纳米点研究提供了超细碳基粒子如何同肺组织产生相互作用的首个模型。

一个国际研究团队创建了3D肺细胞模型系统,以探寻碳基不完全燃烧副产品同人类上皮组织是如何相互作用的。在美国物理联合会(AIP)出版团体下属《生物界面》杂志上,研究人员发现,碳纳米点的表面属性和聚合模式影响其在实验室培养的肺部阻挡层——上皮细胞复制体中的散布。碳纳米点充当了空气污染颗粒物的代表。

“在细胞层面对吸入的碳纳米颗粒进行定位和定量极为困难。”论文作者之一Barbara Rothen-Rutishauser介绍说,“现在,我们有了可试图回答超细颗粒物在肺中命运这1问题的荧光干香菇的营养价值
粒子模型。” 为对超细颗粒物进行建模,该研究另外一作者Estelle Durantie借助于掺杂了氮和具有不同尺寸和电荷的氮和硫结合物的荧光碳纳米点。随后,该团队将这些纳米点应用于实验室培养的上皮组织的最上层。那里是气体交换通常在肺部发生的地方。

由于常规的荧光显微镜缺少对此类微小粒子进行可视化的分辨率,因此研究人员利用光谱和紫外光探测并量化了经过肺部模型免疫细胞的纳米点。正如预期的那样,带电粒子往往在渗透进气体交换屏障前便黏在一起。大多数不带电荷的纳米点仅在1小时后便穿过肺部,而仅有20%的聚合带电粒子渗透进上皮细胞。

Rothen-Rutishauser表示,希望进一步改善纳米点,从而更好地模拟超细颗粒物。“我们看到的是颗粒物迁移依赖于聚合状态。”Rothen-Rutishauser说,“我们希望继续尝试不同大小的纳米点,包括其他类型颗粒物,从而使我们离真实环境更近一步。”(宗华)

相关论文信息:DOI: 10.1116/1.

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