1、毕业论文开题报告生物技术AL2O3纳米颗粒对梨形四膜虫细胞毒性机理研究一、选题的背景与意义随着纳米科技的迅速发展，纳米科学实验更广泛向产业化转移，纳米材料越来越多地走进人民大众日常生活。但，有研究表明，当宏观物质被粉碎成纳米级超微颗粒后，其诸多方面的性质均发生了根本性改变，使其与宏观材料在生物活性和生物动力学过程等方面产生了明显差异，因此对机体产生的生物效应和作用强度也发生了本质上的改变，一些原本无毒或微毒的颗粒粒径达到纳米级时毒性明显增强，一些原本无害的材料在达到纳米级时可能会对人体产生各种潜在危害（朱融融等，2007）金属纳米颗粒是其中的一种类型，它主要包括有纳米ZNO、纳米AL2O3、纳
2、米FE2O3，纳米CU等。在不久的将来，随着制造成本的降低及新技术的不断开发，越来越多的纳米技术元件是金属成分，在生产、使用过程中会排放到环境中去。然而，这些金属纳米颗粒进入环境后,不管其最初的分布所在，最后大部分都会经各种途径，如降雨、地表径流、土壤污染等方式进入水生态系统，与各种生物和非生物因子接触，有可能对水生生物造成现实和潜在的危害。但到目前为止，只有少量报道金属纳米颗粒对鱼类及小鼠、细胞有一定的毒性作用，还未见有金属纳米颗粒对四膜虫毒性的报道。四膜虫作为单细胞、运动的、个体相对大的无细胞壁的真核细胞，繁殖周期短，在实验室培养简单、经济、便捷,实验结果又相对准确，而且对许多毒物的响应比
3、其他高等生物更为敏感、直接；同时，作为一种先进的分子遗传学工具，四膜虫在基础研究中一直处于前沿地位，尤其是在其他模式生物具有一定困难的某些体内试验的研究领域,使其越来越受到毒理学与生态毒理学家的关注和重视。开展以四膜虫为模型的毒理学与生态毒理学研究具有很大的科学价值。故本项目拟选金属纳米材料（纳米AL2O3），研究其对四膜虫的毒性，以期为评价金属纳米颗粒对水生生物的作用提供数据，并为进一步研究金属纳米颗粒对水生态系统生物多样性的影响打基础。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题基本内容（1）从细胞水平研究纳米AL2O3对梨形四膜虫的毒性，主要使用血球计数板的计数；（2）从代谢水平研究纳米AL2O
4、3对梨形四膜虫的毒性，主要工作是测定各类酶的活性，深入了解纳米AL2O3的毒性及其机制；（3）从分子水平研究纳米AL2O3对四膜虫细胞的毒性，测定HSP70、MDR1等基因的表达。解决的主要问题（1）四膜虫各类酶的提取及活性测定；（2）四膜虫RNA的提取及含量的测定；（3）运用RTPCR技术检测热应激蛋白70（HSP70）、MDR1等基因的表达。三、研究的方法与技术路线研究的方法1通过细胞直接计数法研究不同浓度纳米颗粒AL2O3（0MG/L、1MG/L、10MG/L、100MG/L、500MG/L）对四膜虫生长繁殖的影响；2根据试剂盒所提供的方法，检测代谢作用和抗氧化作用中的酶活性，主要检测的
5、指标有乙酰胆碱酯酶TCHE，琥珀酸脱氢酶（SDH）。3运用RTPCR技术，检测热应激蛋白70（HSP70），多药耐药基因（MDR1），等基因在纳米AL2O3胁迫下的表达。技术路线四、研究的总体安排与进度200910200912测定不同浓度纳米颗粒AL2O3对四膜虫生长繁殖的影响。2010420106研究不同浓度纳米颗粒AL2O3对四膜虫生理生化指标的影响。201011201012提取四膜虫RNA，运用RTPCR技术，检测HSP70、MDR1等基因在纳米AL2O3胁迫下的表达。2011320115探讨纳米颗粒对四膜虫的细胞毒性机理，并把所有研究成果整合分析，撰写毕业论文。RTPCR纳米AL2O3
6、处理四膜虫提取四膜虫的RNA对四膜虫繁殖的影响不添加纳米AL2O3四膜虫对照组生理及繁殖变化与相关基因表达的关系，总结细胞毒性机理检测生理生化指标TCHE，SDH的活性测定及分析HSP70、MDR1等基因表达分析五、主要参考文献1白茹,王雯,金星龙,等纳米材料生物安全性研究进展J环境与健康杂志,2007,24159612白伟,张程程,姜文君等纳米材料的环境行为及其毒理学研究进展J生态毒理学报,2009,421741823傅诚杰,俞婷,缪炜四膜虫毒理学与生态毒理学研究中的优良模式生物J动物学杂志,2005,4011081134金一和,孙鹏,张颖花纳米材料对人体的潜在性影响问题J自然杂志,2001
7、,53063075连勇纳米材料在医药领域的应用及毒理学安全性研究进展J预防医学情报杂志,2007,24135376汤宏波纳米材料在生态环境方面的应用及潜在危害J前沿,2008,351557汤鸿霄环境纳米污染物与微界面水质过程J环境科学学报,2003,2321461558田文静,白伟,赵春禄,等纳米ZNO对斑马鱼胚胎抗氧化酶系统的影响J中国环境科学,2010,2010,3057057099汪冰,丰伟悦,赵宇亮,等纳米材料生物效应及其毒理学研究进展J中国科学B辑,2005,3511010徐忠东,魏兆军,施荣华,等流式细胞术分析四氮杂大环与ZNCO配合物对四膜虫的毒性作用J安徽农业科学,2008,3
8、625109261092711姚莹,杨柳燕,陈军,等纳米ZNO对嗜热四膜虫的生态毒性研究J环境科学研究,2009,22783383712叶寒清,杨祥良,徐辉碧梨形四膜虫在环境毒理学研究中的应用J生物学杂志,2001,185313313俞婷,缪炜,万明亮,等镉和铜对嗜热四膜虫金属硫蛋白基因的诱导表达J动物学报,2005,5161115112114张红波,万亚涛,王莲哲,等在细胞应激反应中HSP70的保护与调节作用J中国实用医药,2009,41422822915张蔚霞,曹吉林,孙群,等用嗜热四膜虫模型研究铁系纳米材料对环境生物体的安全效应J化学世界,2007,634134416诸颖,冉铁成,李宇国
9、,等多壁纳米管（MWNTS）对梨形四膜虫的生长促进作用J核技术,2007,30868969317HUANGCC,ROBERTS,CHENDR,ETALOXIDATIVESTRESS,CALCIUMHOMEOSTASIS,ANDALTEREDGENEEXPRESSIONINHUMANLUNGEPITHELIALCELLSEXPOSEDTOZNONANOPARTICLESJTOXICOLOGYINVITRO,2010,24455518MOUNTASSIFD,KABINEM,MANARR,ETALPHYSIOLOGICAL,MORPHOLOGICALANDMETABOLICCHANGESINTETR
10、AHYMENAPYRIFORMISFORTHEINVIVOCYTOTOXICITYASSESSMENTOFMETALLICPOLLUTIONIMPACTONDBHYDROXYBUTYRATEDEHYDROGENASEJECOLOGICALINDICATORS,2007,788289419WANGH,ROBERTL,XINGBSTOXICITYOFNANOPARTICULATEANDBULKZNO,AL2O3ANDTIO2TOTHENEMATODECAENORHABDITISELEGANSJENVIRONMENTALPOLLUTION,2009,1571171117720BLINOVAA,IVA
11、SKAA,HEINLAANM,ETALECOTOXICITYOFNANOPARTICLESOFCUOANDZNOINNATURALWATERJENVIRONMENTALPOLLUTION,2010,158414721GUOL,FUCJ,MIAOWCLONING,CHARACTERIZATION,ANDGENEEXPRESSIONANALYSISOFANOVELCADMIUMMETALLOTHIONEINGENEINTETRAHYMENAPIGMENTOSAJGENE,2008,423293522RUKHSANAN,SHUJ,SHAKOORIARIDENTIFICATION,CLONINGAND
12、SEQUENCINGOFANOVELSTRESSINDUCIBLEMETALLOTHIONEINGENEFROMLOCALLYISOLATEDTETRAHYMENATROPICALISLAHORENSISJGENE,2007,405192623VILLEMA,DUBOURGUIERHC,KASEMETSK,ETALTOXICITYOFNANOPARTICLESOFCUO,ZNOANDTIO2TOMICROALGAEPSEUDOKIRCHNERIELLASUBCAPITATAJSCIENCEOFTHETOTALENVIRONMENT,2009,4071461146824SHARMAV,SHUKLARK,SAXENAN,ETALDNADAMAGINGPOTENTIALOFZINCOXIDENANOPARTICLESINHUMANEPIDERMALCELLSJTOXICOLOGYLETTERS,2009,18521121825YONJN,JAMIERLEADMANUFACTUREDNANOPARTICLESANOVERVIEWOFTHEIRCHEMISTRY,INTERACTIONSANDPOTENTIALENVIRONMENTALIMPLICATIONSJSCIENCEOFTHETOTALENVIRONMENT,2008,400396411
