近期,技术生物所吴李君课题组在纳米材料生态毒性检测方面取得进展,相关结果发表在环境科学类核心期刊Chemosphere(DOI:10.1016/j.chemosphere.2016.12.076)上。

近期,中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所吴李君课题组在纳米材料生态毒性检测方面取得进展,相关结果发表在环境科学类核心期刊Chemosphere(DOI:10.1016/j.chemosphere.2016.12.076)上。

随着纳米技术的快速发展,越来越多的新型纳米材料不断出现并迅速应用在实际生活中。因此,发展快速、高通量的生物检测手段对纳米毒性的快速安全评估极为重要。流式细胞术是毒理学检测的常用技术,具有高通量、快速、准确的特点。但由于团聚的纳米材料在尺寸上同细菌相近,严重干扰检测结果,使得流式细胞术难以运用于纳米材料对细菌的毒性评估。

纳米材料的广泛应用引起人们对其生态和健康效应的关注。目前,纳米材料生物毒性的评估主要采用传统毒性检测方法。由于纳米材料的高吸附特性,纳米材料会对传统检测方法中使用的试剂产生干扰,往往导致检测结果不准确。因此,发展简便、准确、高通量的生物检测手段对纳米材料生态毒性的评估极为重要。

纳米材料的广泛应用引起人们对其生态和健康效应的关注。目前,纳米材料生物毒性的评估主要采用传统毒性检测方法。由于纳米材料的高吸附特性,纳米材料会对传统检测方法中使用的试剂产生干扰,往往导致检测结果不准确。因此,发展简便、准确、高通量的生物检测手段对纳米材料生态毒性的评估极为重要。

近期,中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所吴李君、陈少鹏课题组建立了基于PI-GFP双荧光标记的纳米材料细菌毒性检测方法:GFP绿色荧光表征细菌的生长,碘化丙啶PI红色荧光标记区分死、活细胞,在流式细胞仪上准确区分细菌与纳米材料,通过绿色荧光和红色荧光细胞的相对比例,反应纳米材料的毒性。对比单荧光标记,双荧光标记可以更准确地检测纳米材料的毒性。运用上述建立的双荧光报告系统,他们研究了水环境中金属离子及表面活性剂对纳米银毒性的影响,揭示了不同环境因子对纳米银细菌毒性的影响和机制。结果表明,双荧光报告检测系统可以较准确地反应纳米材料的毒性,适用于环境纳米材料生物学效应的评估。该研究成果已被国际毒理学期刊Cheomsphere
(DOI: 10.1016/j.chemosphere.2016.04.074)接收。

吴李君课题组采用3个真核诱导型启动子(AP-1、BTG2和IL8),建立三套哺乳动物细胞生物传感器,分别用于评估纳米材料致癌、致DNA损伤和诱导炎症反应的潜在风险。细胞传感器采用双荧光报告系统(mCherry/EGFP),组成型CMV启动子控制EGFP基因的表达,用于监测荧光蛋白报告质粒的转染效率;mCherry基因的转录由诱导型启动子控制,用于检测纳米材料的生物毒性。通过细胞系的选择,培养条件及流式细胞技术分析策略等多个方面进行优化,传感器的检测准确性和灵敏度均有显著的提高。

近期,技术生物所吴李君课题组采用3个真核诱导型启动子(AP-1、BTG2和IL8),建立三套哺乳动物细胞生物传感器,分别用于评估纳米材料致癌、致DNA损伤和诱导炎症反应的潜在风险。细胞传感器采用双荧光报告系统(mCherry/EGFP),组成型CMV启动子控制EGFP基因的表达,用于监测荧光蛋白报告质粒的转染效率;mCherry基因的转录由诱导型启动子控制,用于检测纳米材料的生物毒性。通过对细胞系的选择、培养条件及流式细胞技术分析策略等多个方面进行优化,传感器的检测准确性和灵敏度均有显著的提高。

该研究受到国家重大研究计划、中科院先导专项B、国家自然科学基金以及研究院院长基金资助。

相比于传统的生物毒性检测手段及目前应用的荧光报告系统,该系统在检测成本,效率及灵敏度方面优势显著。运用这3个生物传感器检测了三种环境因子(老化,UVA及富里酸)对纳米银生物毒性的影响。结果发现,纳米银暴露细胞后显著升高了胞内AP1、IL8及BTG2基因的转录表达。同时,老化增强了纳米银的生物毒性,UVA和富里酸均降低了纳米银的毒性。mCherry/EGFP双荧光报告系统为纳米材料的生物毒性及生态毒性的评估提供了一种简便、快捷及高通量的检测手段。

相比于传统的生物毒性检测手段及目前应用的荧光报告系统,该系统在检测成本、效率及灵敏度方面优势显著。运用这3个生物传感器检测了三种环境因子(老化、UVA及富里酸)对纳米银生物毒性的影响。结果发现,纳米银暴露细胞后显著升高了胞内AP1、IL8及BTG2基因的转录表达。同时,老化增强了纳米银的生物毒性,UVA和富里酸均降低了纳米银的毒性。mCherry/EGFP双荧光报告系统为纳米材料的生物毒性及生态毒性的评估提供了一种简便、快捷及高通量的检测手段。

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该研究受到国家重大研究计划、中科院先导专项B和国家自然科学基金的资助。

该研究受到国家重大研究计划、中科院先导专项B和国家自然科学基金的资助。

双荧光报告基因系统检测纳米银生物毒性

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双荧光报告基因生物传感器检测纳米银生物毒性的原理

双荧光报告基因生物传感器检测纳米银生物毒性的原理

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