典型纳米材料的生物毒性效应及调控研究

纳纳米材料的生物毒性效是当前毒理学研究的重要前沿。现有研究多局限于纳米材料的细胞毒性及材料组成、大小和形状对细胞的影响，缺乏对纳米生物毒性机制的系统研究和毒性改良方法的探索，难以有效指导对纳米材料生物毒性的调控。本项目提出"在形状相同的条件下，纳米材料的不同表面化学性质是产生生物活性的主要原因"这一科学问题，拟通过建立包括计算机引导设计、组合化学阵列合成和全面生物毒性分析等新技术的系统研究平台，把表面化学和纳米生物活性二者联系起来，进行深入系统的研究。项目将构建典型的纳米组合化学阵列，并将其用于研究纳米材料构效关系、阐释纳米材料的生物毒性机理、建立毒性计算预测模型，发展出一套系统评价纳米材料生物毒性效应及毒性调控的方法，为预测和降低纳米材料的生物毒性提供指导。项目已具备良好的前期基础，有关研究发表在Nature Nanotech，Nano Letter和JACS等杂志,引起国内外同行重视。

纳米材料的生物毒性效应是当前毒理学研究的重要前沿。以往研究多局限于纳米材料的细胞毒性及材料组成、大小和形状对细胞的影响，缺乏对纳米生物毒性机制的系统研究和毒性改良方法的探索，难以有效指导对纳米材料生物毒性的调控。本项目围绕“在形状，核材料和尺寸相同的条件下，纳米材料的不同表面化学性质如何影响其生物活性”这一科学问题，通过建立组合化学颗粒库，生物毒性分析及计算机模拟等研究平台，系统地研究了纳米生物毒性并阐释了致毒机制。项目实施过程中构建了包括碳纳米管和金纳米颗粒为主的典型纳米组合化学阵列，并将其用于研究纳米材料构效关系、阐释纳米材料的生物毒性机理、建立毒性计算预测模型，最终建立并完善了系统评价纳米材料生物毒性效应的平台和毒性调控的方法，为预测和降低纳米材料的生物毒性提供指导。为了加强该项目研究的环境现实性，我们同时开展了典型纳米材料及纳米材料/污染物复合物的毒性及机制分析，从而为纳米材料毒性效应与调控提供了更为全面系统的科学认识与重要科研成果。相关研究成果已在Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev、ACS Nano、Adv. Funct. Mater.、Nano Research、Biomaterial、Nanotoxicology、ACS Appl. Mater. Inter.、Environ. Sci. Technol.、Cell Death Dis.等期刊上发表SCI论文40篇，引起国内外同行的关注。