量子点生物安全性研究新进展

日前，中科院高能所国家纳米科学中心纳米生物效应与安全性联合实验室关于量子点生物安全性研究的最新成果，发表在毒理学领域影响因子最高的学术刊物爱思唯尔期刊《毒理学与应用药理学》（Toxicology  and  Applied  Pharmacology）上，并被选为当期封面文章。



据该实验室负责人赵宇亮研究员介绍，与传统有机发光材料相比，量子点发光效率高、频率宽，波长可通过颗粒尺寸大小调节，量子效应明显，被广泛应用在医学领域，但量子点的生物安全性一直是其医学应用的瓶颈，而这一研究成果为寻找消除量子点生物毒性的方案提供了依据。



研究人员采用水溶性量子点CdSeS(外包裹硅)，利用动物实验重点研究了水溶性量子点的生物动力学行为，建立了基于等离子体质谱的Cd含量分析方法，检测小鼠的血液、器官和不同时间的排泄物中的CdSeS浓度，并通过器官组织病理分析和一系列体外实验确定了CdSeS量子点的一系列重要生物学行为。实验结果显示，在生物体内CdSeS量子点的半衰期为19.8±3.2  h，清除速率为57.3±9.2  ml/h/kg，靶器官主要是肝和肾。



研究人员发现，量子点的代谢方式与其在体内的聚集形态直接相关，更为复杂的是，聚集形态又与它们和蛋白相互作用的方式有关。进入生物体内的量子点，小部分继续保持原状进入肾脏，被肾小球毛细管过滤，5日内以小分子结构通过尿液排出体外；大多数量子点会吸附蛋白与蛋白质结合，聚集成大颗粒进入肝脏代谢，经粪便排出体外。但还有约8.6%的量子点由于聚集形态不同，长时间仍留在肝脏组织中，难以被机体清除，成为导致量子点毒性的主要因素。因此，调控量子点与体内蛋白相互作用产生的复杂聚集形态，减少长时间仍留在肝脏组织的聚集态的形成，是解决其生物毒性，保证安全应用的有效途径。



该工作由实验室邢更妹、陈真和中科院“西部之光”学者陈浒等人与中科院化学所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室合作完成，充分显示了纳米生物效应研究是一个跨学科交叉性很强的新领域。 (责任编辑：泉水)

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