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第1章 纳米材料安全性评价的相关背景1

1.1 纳米材料安全性1

1.2 纳米材料安全性评价框架3

1.3 纳米材料安全性研究的主要方向4

1.4 纳米材料安全性评价程序5

参考文献7

第2章 纳米材料的表征8

2.1 纳米材料的特性8

2.2 标准参考物质8

2.3 纳米材料的表征8

2.3.1 纳米材料的粒度分析9

2.3.2 纳米材料的形貌分析21

2.3.3 纳米材料的化学组成分析25

2.3.4 纳米材料的结构和晶形分析33

2.3.5 纳米材料表面化学形态分析40

参考文献43

第3章 纳米材料的前处理方法46

3.1 碳纳米材料的表面修饰与分散46

3.1.1 富勒烯的表面修饰与分散46

3.1.2 碳纳米管的表面修饰与分散51

3.1.3 石墨烯的功能化及分散57

3.2 量子点的表面修饰与生物毒性62

3.2.1 量子点的表面修饰62

3.2.2 量子点的生物毒性63

3.3 纳米金属和金属氧化物的分散与离子释放65

3.3.1 纳米金属和金属氧化物的分散65

3.3.2 金属离子释放及对其生物效应的影响68

参考文献70

第4章 动物试验研究方法77

4.1 急性毒性试验80

4.1.1 经呼吸道染毒81

4.1.2 经口染毒93

4.1.3 经皮肤染毒101

4.1.4 经注射染毒105

4.2 长期毒性试验107

4.2.1 呼吸系统毒性108

4.2.2 心血管系统毒性111

4.2.3 神经系统毒性114

4.2.4 生殖/发育毒性与致畸效应116

4.2.5 致癌试验119

4.3 检测指标121

4.3.1 基本指标121

4.3.2 血液指标122

4.3.3 尿液指标123

4.3.4 肺部毒性指标123

4.3.5 心血管系统毒性指标123

4.3.6 肝脏毒性指标124

4.3.7 肾脏毒性指标124

4.3.8 神经毒性指标124

4.3.9 生殖/发育毒性指标125

4.3.10 致癌性指标125

参考文献125

第5章 细胞毒理学研究方法133

5.1 细胞毒性的检测134

5.1.1 细胞形态学观察134

5.1.2 细胞生长状态观察145

5.1.3 细胞存活率测定147

5.1.4 细胞增殖能力测定150

5.1.5 细胞代谢活力测定153

5.2 细胞凋亡的检测156

5.2.1 形态学观察156

5.2.2 生化指标的检测159

5.2.3 细胞凋亡时线粒体膜电位改变的测定164

5.2.4 Caspase活性的检测165

5.2.5 流式细胞术167

5.3 细胞氧化应激的测定168

5.3.1 ROS的测定169

5.3.2 抗氧化生物标志物的检测171

5.3.3 其他氧化应激生物标志物的检测174

5.4 炎症细胞因子的测定176

5.5 纳米材料的细胞内摄分析179

5.5.1 电子显微镜检测179

5.5.2 元素含量分析180

5.5.3 荧光谱学分析180

5.5.4 纳米颗粒细胞内摄分析新技术181

5.6 纳米材料生物效应的高通量筛选方法183

5.7 纳米颗粒的物理化学特性对体外细胞实验的影响183

5.7.1 吸附能力183

5.7.2 光学特性184

5.7.3 催化活性184

5.7.4 磁性184

5.7.5 溶解性185

5.7.6 纳米颗粒的团聚185

参考文献186

第6章 秀丽线虫在纳米材料安全性评价中的应用198

6.1 生长与发育终点200

6.1.1 致死率200

6.1.2 体长201

6.1.3 秀丽线虫的拍照方法202

6.2 神经发育与功能终点203

6.2.1 神经发育203

6.2.2 行为学终点206

6.3 免疫218

6.3.1 抗菌肽表达模式的改变219

6.3.2 抗菌肽转基因标记线虫的应用221

6.4 生殖222

6.4.1 生殖能力222

6.4.2 生殖腺细胞凋亡的检测222

6.4.3 有丝分裂细胞观察224

6.4.4 CED-1：：GFP观察胚胎与生殖细胞中的凋亡细胞225

6.4.5 HUS-1：：GFP指示生殖细胞的DNA受损情况226

6.5 寿命与衰老226

6.5.1 吞咽能力226

6.5.2 肠道自发荧光227

6.5.3 寿命227

6.5.4 衰老相关基因229

6.6 DNA损伤230

6.6.1 线虫DNA提取231

6.6.2 DNA完整性分析（0.7%密度凝胶电泳）231

6.6.3 秀丽线虫mtDNA拷贝数检测231

参考文献231

附录1纳米药物安全性评价程序及方法235

附录2纳米材料毒理学研究部分代表性论文291

索引297