填充吸附微量萃取法结合细胞代谢组学研究金纳米材料毒性

The toxicity of nano materials is paid more and more attention. Studying on their metabolism and their inducing action to the abnormal metabolism of small molecules in the cells is a valuable way to understand the toxicity. It is necessary to use sample pretreatment for analyzing biological samples. Micro extraction by packed sorbent (MEPS) is a new extraction method, which was introduced firstly by the Swedish named Lars G Blomberg in 2004. The sorbent used in MEPS is only 1-2 mg, the sample consumption is less than 1 ml and the desorption solvent is less than 100 μl. MEPS is very suitable for the precious biological samples. The project would apply the new extraction method to pretreat the samples from cell culture media and cell content resulted from the Au nano materials interference. The works include the preparation of new adsorbent, package of MEPS, optimization of extraction and analysis conditions, the metabolism data analysis and further explanation. The project results would be useful for the application of Au nano materials in medicine.

纳米材料的毒性受到越来越多的关注，研究其在细胞的代谢及其造成的小分子代谢物水平变化是研究纳米毒性的有效途径之一。检测生物样本必须借助于样品前处理技术。填充吸附微量萃取法（MEPS）是2004年出现的一种新型固相微萃取形式。其特点为1-2mg 的吸附剂，样品用量小于1ml，解吸溶剂小于100ul，非常适合宝贵的生物样品制备。本项目利用此技术进行金纳米材料干预细胞成长后，得到的培养液和细胞内含物的样品前处理。包括吸附材料的制备、MPES的组装、萃取条件的优化、样品的分析方法建立，并对金纳米干预细胞导致的小分子代谢物含量变化数据进行分析，探讨其在细胞的代谢历程及对典型代谢物代谢水平的影响，阐述其在医药方面潜在应用与毒性。

我们课题组2014年以前进行了药物载体的研究，在研究过程中，经常用到金属半导体量子点和纳米金材料。药物载体研究方兴未艾，研究者对金元素的毒性众说不一，不同研究者从不同角度得到了不同的结论。由于我们研究主要停留在细胞水平，为了搞清楚是否金元素对细胞有毒性，我们根据自己的研究特点，选择细胞小分子代谢物作为研究对象，通过研究得到金元素对小分子代谢物是否存在影响。. 细胞组成复杂，我们选择亲水性小分子作为研究对象，重点放在建立分析方法研究上，对样品前处理的方式上有些突破，利用填充吸附微量萃取的方法进行样品处理研究。..主要研究内容：.（1）合成新型材料，简化细胞代谢物的富集.（2）建立分析方法，对细胞代谢物进行定量分析.（3）比较金元素干预下细胞代谢物含量的差异。.重要研究成果.（1）合成了金纳米颗粒和金纳米簇，研究了不同尺寸金元素对细胞代谢物的影响，发现金元素的确干扰了细胞的代谢物含量。与空白组相比，有显著性差异。代谢物包括核苷酸和氨基酸，酶。.（2）合成了8种硼酸材料，建立了响应的分析方法，测定尿、血、细胞中核苷酸的含量。.（3）为了改进吸附材料的外观，避免利用粉末材料，除了利用磁性材料外， 我们尝试合成了5种整体材料。通过使用整体材料，避免了称量和离心等步骤。改变了填充吸附微量萃取的方式，将材料直接放入注射器空腔而不是在注射器针管上填装，操作简单，更合适普通实验室操作。.（4）合成了金元素和巯基化合物的细胞成像探针。.（5）合成了单糖检测的2种探针。