基于免疫学的纳米颗粒的定量检测及生物学效应研究

2003年以来，美国、日本、中国等国及欧盟相继制订研究计划，资助纳米技术的生物安全研究。但纳米物质对生物体的危害有多大及如何定量检测是目前面临的难题，已有报道无系统研究数据，制约了纳米技术的发展与应用。因此，建立纳米材料的定量检测新方法，并对纳米物质的生物安全性问题进行系统研究，具有重要的科学意义和社会意义。本项目结合国内外纳米安全性研究现状，利用免疫技术和原理，解决两个关键问题：①考察纳米颗粒在特定免疫原的刺激下，抗体产生的过程中及过程后的生物学效应；②利用产生的抗体和免疫分析技术，建立对纳米颗粒定量检测的新的研究方法和实验方法。探明纳米颗粒对生物体的免疫系统及免疫过程中的危害及其在分子、细胞和生物体水平的作用机理，揭示纳米颗粒生物安全性的新现象、新规律、新问题、新理论和检测的新方法，为纳米颗粒的定量检测和生物安全性的预防提供科学的理论支持，为相关政策、法规和防护标准的制订提供依据。

2003年以来，美国、日本、中国等国及欧盟相继制订研究计划，资助纳米技术的生物安全研究。但纳米物质对生物体的危害有多大及如何定量检测是纳米材料研究中面临的难题，一直鲜有相关的系统研究数据，极大制约了纳米技术的发展与应用。因此，建立纳米材料的定量检测新方法，并对纳米物质的生物安全性问题进行系统研究，具有重要的科学意义和社会意义。本项目研究取得了以下研究进展：① 以不同尺寸的金纳米粒子（AuNPs）和银纳米粒子（AgNPs）为研究对象和目标分析物，设计合成了6种不同尺寸与类别的半抗原、全抗原，并筛选出了相应的免疫原，制备和筛选出了6类效价均达1:64000的分别抗6种不同尺寸的AuNPs或AgNPs的高效价多克隆抗体； ② 利用免疫组化法检测了谷草转氨酶（GOT2）、乙酰胆碱酯酶（AchE）、胆碱乙酰转移酶（ChAT）在兔肝脏内的表达，检测了细胞核增殖抗原（PCNA）和雄激素受体（AR）在兔睾丸内的表达，探究了50 nm AgNPs和20 nm AgNPs等不同尺寸银纳米粒子的免疫生物学效应。采用免疫组化法研究在抗金纳米粒子抗体制备过程中和过程后的血清谷草转氨酶（GOT2）阳性细胞在新西兰大白兔发育中的表达，探究了16 nm AuNPs, 40 nm AuNPs与80 nm AuNPs等不同尺寸金纳米粒子的免疫生物学效应。利用常规的病理切片法研究了抗金纳米粒子抗体制备过程中和过程后的肺组织和肝脏组织变化，探究了13 nm AuNPs的免疫生物学效应；③ 利用酶等标记物标记制备的一抗或二抗，采用直接竞争免疫分析法和间接竞争免疫分析法，建立了7种定量快速检测不同尺寸金纳米粒子和银纳米粒子的新方法，并对实际样品检测进行了考察和分析。抗纳米颗粒的免疫原和相应抗体的成功制备，为免疫过程中生物学效应研究提供基础，也为定量检测纳米颗粒方法的建立提供了优良的抗体。免疫过程中生物学效应研究，证实了小尺寸纳米颗粒进入生物体内，将不同程度地影响生物体组织的变化，为纳米材料的实际应用提供安全保障和理论依据。纳米材料的定量检测一直是纳米材料研究中的难题，也是纳米材料实际应用中必须解决的重要问题。系列特异性好、灵敏度高、重现性好的快速定量检测不同尺寸金纳米粒子和银纳米粒子的免疫分析新方法的建立，为纳米材料的定量检测提供了新思路。此研究的顺利完成，为我们后续研究提供了基础和信心。我们后续的研究已将研