單分散銀納米粒子標準品及其生物安全性定量評價獲進展

　　金屬納米晶由于在成像、催化、生物標記、信息存儲、光電子器件和拉曼光譜等領域的應用而受到廣泛關注。在納米尺度內(1-100nm)，金屬納米晶的物化性質（如光，磁，電學性質等）具有尺寸依賴性，因此對這些金屬納米晶的尺寸、形貌及元素組成分布的可控調節，是目前納米材料領域的研究熱點。在眾多金屬納米晶中，納米銀因為其優異的抗菌性能，在傷口敷料、導管、化妝品、服裝以及食品行業等得到廣泛應用。但與此同時，生物體頻繁暴露于金屬銀的環境中所受到的潛在生物安全性威脅也隨之增大，對納米銀的生物安全性定量評估亟待解決。

　　最近，中科院蘇州納米技術與納米仿生研究所生物醫學部王強斌課題組與遺傳發育所戴建武研究員以及中國食品藥品檢定研究院合作，基于金屬納米晶的生物安全性評價問題，開展了納米銀的生物毒性定量評估的研究工作。首次制備得到了一系列直徑分別為25、35、45、60和70nm等五種單分散納米銀顆粒(圖1)；然后以這些單分散銀納米粒子作為標準品，系統研究了在相同質量濃度（250 mg/mL）下不同粒徑大小對HLF細胞的存活率、凋亡和壞死程度、乳酸脫氫酶和活性氧的產量等的影響（圖2）。

　　實驗結果表明：相同質量濃度下，納米銀的粒徑越小毒性越大。這是由于粒徑越小，其比表面積越大，與細胞膜接觸的概率也越大，最終致使較小的納米銀顆粒更容易被細胞內吞，導致細胞凋亡和壞死。該研究工作的兩個創新點在于：1）首先定量討論了使用多元醇還原方法制備不同尺寸單分散納米銀的關鍵實驗條件，得到了一系列尺寸的納米銀粒子標準品；2）定量分析了不同尺寸的納米銀的生物毒性問題，得出相同質量濃度下，納米銀的粒徑越小毒性越大的結論。

　　該工作發表在生物材料專業期刊Biomaterials上（2012, 33, 1714-1721）。

　　此項工作得到中科院“百人計劃”、先導專項、國家自然科學基金委和科技部等的大力支持。

圖1.尺寸分別為25、35、45、60和70nm的單分散納米銀顆粒的TEM照片(A-E)，F為五種尺寸的納米銀的粒徑分布圖。

圖2 .  HLF細胞株存活率(A); 壞死和凋亡結果(B); LDH產量變化(C)；ROS結果(D)。AgNPs濃度為250 mg/mL。