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奈米銀:形狀決定毒性

美國加州大學洛杉磯分校的科學家研究不同形狀的銀奈米材料對彩虹鱒細胞及斑馬魚胚胎的影響,結果發現碟狀奈米銀比其他形狀如球狀或線狀的奈米銀毒性更高。幸好銀奈米碟(nanoplate)只有在直接接觸細胞時,毒性才會顯現。

圖片來源:FORTOX

這個由 Andre Nel 領導的團隊採用由彩虹鱒魚及斑馬魚胚胎分離出來的細胞為測試對象,研究了銀奈米球(nanosphere)、奈米線(nanowire)及奈米碟在不同劑量下的毒性。實驗結果顯示銀奈米碟的毒性最高,銀奈米球只有在高濃度下才有毒性,而銀奈米線則毒性最低。

銀奈米碟的毒性來自於它會產生具有毒性的過氧化物(superoxide),在細胞內製造氧化壓力(oxidative stress),因此若事先以具有抗氧化作用的 N-乙醯基半胱氨酸(N-acetylcysteine, NAC)處理細胞,可保護細胞不受奈米碟的影響。此外,研究人員也發現銀奈米碟必須與細胞直接接觸,才會有毒性。

令研究人員意外的是,相較於參與測試的其他形狀銀奈米材料,奈米碟反而釋放出較少的銀離子進入培養基中,而目前學界認為這些銀離子就是銀奈米材料的毒性來源。該團隊以高解析穿透式電子顯微術(HRTEM)仔細檢查銀奈米微粒的表面,發現表面缺陷會增加微粒的反應活性,而在粒子表面鍍上半胱胺酸(cysteine)遮蓋缺陷則能降低毒性。不過,由於上述結果是在孵育介質(incubation media)中得到的,其缺乏蛋白質的環境可能有助於奈米碟與細胞表面的接觸。

該團隊指出,這項研究顯示奈米微粒的形狀對於其是否具有毒性有重大的影響,這個發現可望用來協助提升奈米科技應用的安全性,同時他們正計畫研究銀奈米碟一旦被吸入哺乳動物的肺部是否會造成危害。詳見 ACS Nano 6, pp.3745–3759 (2012) | DOI: 10.1021/nn204671v。

譯者:蔡雅芝(逢甲大學光電學系)
責任編輯:蔡雅芝
原文網址:Silver nanoparticle shape affects toxicity—nanotechweb.org [2012-05-11]

本文來自 NanoScience 奈米科學網 [2012-06-30] 

 

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