单分散银纳米粒子标准品及其生物安全性定量评价获进展

　　金属纳米晶由于在成像、催化、生物标记、信息存储、光电子器件和拉曼光谱等领域的应用而受到广泛关注。在纳米尺度内(1-100nm)，金属纳米晶的物化性质（如光，磁，电学性质等）具有尺寸依赖性，因此对这些金属纳米晶的尺寸、形貌及元素组成分布的可控调节，是目前纳米材料领域的研究热点。在众多金属纳米晶中，纳米银因为其优异的抗菌性能，在伤口敷料、导管、化妆品、服装以及食品行业等得到广泛应用。但与此同时，生物体频繁暴露于金属银的环境中所受到的潜在生物安全性威胁也随之增大，对纳米银的生物安全性定量评估亟待解决。

　　最近，中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所生物医学部王强斌课题组与遗传发育所戴建武研究员以及中国食品药品检定研究院合作，基于金属纳米晶的生物安全性评价问题，开展了纳米银的生物毒性定量评估的研究工作。首次制备得到了一系列直径分别为25、35、45、60和70nm等五种单分散纳米银颗粒(图1)；然后以这些单分散银纳米粒子作为标准品，系统研究了在相同质量浓度（250 mg/mL）下不同粒径大小对HLF细胞的存活率、凋亡和坏死程度、乳酸脱氢酶和活性氧的产量等的影响（图2）。

　　实验结果表明：相同质量浓度下，纳米银的粒径越小毒性越大。这是由于粒径越小，其比表面积越大，与细胞膜接触的概率也越大，最终致使较小的纳米银颗粒更容易被细胞内吞，导致细胞凋亡和坏死。该研究工作的两个创新点在于：1）首先定量讨论了使用多元醇还原方法制备不同尺寸单分散纳米银的关键实验条件，得到了一系列尺寸的纳米银粒子标准品；2）定量分析了不同尺寸的纳米银的生物毒性问题，得出相同质量浓度下，纳米银的粒径越小毒性越大的结论。

　　该工作发表在生物材料专业期刊Biomaterials上（2012, 33, 1714-1721）。

　　此项工作得到中科院“百人计划”、先导专项、国家自然科学基金委和科技部等的大力支持。

图1.尺寸分别为25、35、45、60和70nm的单分散纳米银颗粒的TEM照片(A-E)，F为五种尺寸的纳米银的粒径分布图。

图2 .  HLF细胞株存活率(A); 坏死和凋亡结果(B); LDH产量变化(C)；ROS结果(D)。AgNPs浓度为250 mg/mL。