聚乙烯醇的官能化修饰影响了氧化锌量子点的毒性：对Channa punctatus Bloch鱼的多层次表征及毒理学研究

《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》：Polyethylene glycol functionalization modulates the toxicity of zinc oxide quantum dots: a multilevel characterization and toxicological study of Channa punctatus Bloch.

量子点（QDs）尤其是金属氧化物QDs因可调带隙和高比表面积在生物医学领域优势显著。本研究合成ZnO量子点及其PEG修饰体PFQD，通过TEM、UV-Vis、FTIR和XRD表征，并开展96h急性毒性和14天亚急性毒性测试（以急性LD50的1/50剂量）。结果显示PFQD生物积累量显著低于ZnO-QD（p<0.05），且对鱼血液学指标、组织病理学及氧化应激影响更小，其降低脂质过氧化并增强抗氧化酶活性，证实PFQD具有更好的生物相容性和抗氧化能力。

　　

摘要

量子点（QDs），尤其是金属氧化物量子点，具有可调大小的带隙和高表面积与体积比等特性，这些特性在生物医学应用中具有显著优势。在本研究中，我们合成了氧化锌量子点（ZnO-QDs）和聚乙二醇（PEG）修饰的ZnO量子点（PFQD），并利用透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱和X射线衍射对其进行了表征。我们对ZnO-QDs和PFQDs进行了96小时的体内急性毒性分析，结果表明其LD50值分别为144.082 μg/g和225.246 μg/g（按体重计）。急性毒性评估之后，我们进行了亚急性毒性测试，以评估这些纳米颗粒对鱼类的生物累积效应以及血液学、组织学和酶学参数、氧化反应和基因毒性的影响。测试方法是将急性剂量的1/50给予鱼类，并设置对照组，持续14天。与ZnO-QDs相比，PFQD在肝脏和头部肾脏组织中的锌累积量（ppm/g）显著较低（p < 0.05）。ZnO-QD暴露导致红细胞计数、血红蛋白水平和血细胞比容下降，而白细胞和血小板计数增加；相比之下，PFQD引起的血液学变化较少。根据血清生化指标，ZnO-QD暴露会导致肝脏和肾脏损伤、炎症、组织病理变化以及细胞凋亡（通过DNA梯形结构和DAPI Annexin V-FITC染色确定），而PFQD则没有这些效应。在肝脏和肾脏中，巨噬细胞（Kupffer细胞和系膜细胞）显示出ZnO-QD增强了脂质过氧化，并显著降低了抗氧化防御能力；相反，PFQD降低了脂质过氧化产物（LPO）的水平并提高了抗氧化酶的活性。综上所述，本研究表明PFQD具有更强的自由基清除能力，使其成为潜在的抗氧化剂和更好的生物相容性物质。

图形摘要

量子点（QDs），尤其是金属氧化物量子点，具有可调大小的带隙和高表面积与体积比等特性，这些特性在生物医学应用中具有显著优势。在本研究中，我们合成了氧化锌量子点（ZnO-QDs）和聚乙二醇（PEG）修饰的ZnO量子点（PFQD），并利用透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱和X射线衍射对其进行了表征。我们对ZnO-QDs和PFQDs进行了96小时的体内急性毒性分析，结果表明其LD50值分别为144.082 μg/g和225.246 μg/g（按体重计）。急性毒性评估之后，我们进行了亚急性毒性测试，以评估这些纳米颗粒对鱼类的生物累积效应以及血液学、组织学和酶学参数、氧化反应和基因毒性的影响。测试方法是将急性剂量的1/50给予鱼类，并设置对照组，持续14天。与ZnO-QDs相比，PFQD在肝脏和头部肾脏组织中的锌累积量（ppm/g）显著较低（p < 0.05）。ZnO-QD暴露导致红细胞计数、血红蛋白水平和血细胞比容下降，而白细胞和血小板计数增加；相比之下，PFQD引起的血液学变化较少。根据血清生化指标，ZnO-QD暴露会导致肝脏和肾脏损伤、炎症、组织病理变化以及细胞凋亡（通过DNA梯形结构和DAPI Annexin V-FITC染色确定），而PFQD则没有这些效应。在肝脏和肾脏中，巨噬细胞（Kupffer细胞和系膜细胞）显示出ZnO-QD增强了脂质过氧化，并显著降低了抗氧化防御能力；相反，PFQD降低了脂质过氧化产物（LPO）的水平并提高了抗氧化酶的活性。综上所述，本研究表明PFQD具有更强的自由基清除能力，使其成为潜在的抗氧化剂和更好的生物相容性物质。

图形摘要