纳米蒙脱石吸附猪饲料中重金属铅毒的作用机理研究

本项目以纳米蒙脱石为研究对象，拟采用动物代谢试验结合同位素示踪、显微电镜及分子杂交等技术，测定铅在猪各组织中积累与分布，研究纳米蒙脱石与重金属铅在体组织中结合、分离与转运状况以及十二肠上皮组织和肝脏等组织中DMT1蛋白与铅的离合状况，阐释纳米蒙脱石吸附饲料中铅，降低畜禽体内铅残留的作用效果及其机理；采用Caco-2体外细胞培养模型，探究纳米蒙脱石吸附铅对Caco-2上皮细胞中DMT1蛋白含量及其mRNA丰度的影响以及Caco-2细胞中DMT1蛋白与铅的离合状况，探究纳米蒙脱石吸附铅过程中DMT1对铅的介导转运机制；运用原子力显微镜、X-衍射、离子交换法、体外吸附等手段，研究纳米蒙脱石对铅的吸附特性，阐明纳米蒙脱石吸附饲料中铅的内在功效。通过本项目实施，探明在猪体内纳米蒙脱石吸附饲料中铅的分子作用机理，旨为纳米蒙脱石驱铅毒机理的深入研究和广泛用作畜禽饲料添加剂提供理论依据。

当前，食品安全较为突出的问题主要有重金属污染、农药污染、霉菌毒素污染及使用违禁药物等。重金属污染主要是指铅、汞、镉的污染，它们大多具有蓄积性、多亲和性和不可降解的特性，轻则引起动物和人类多器官多系统的损害，阻碍畜禽生长，降低免疫力，导致母畜生殖障碍，重则致畸、致残、致癌、致死。新近调查资料显示，我国许多畜禽、水产饲料中的铅含量均大大超出了国际饲料卫生标准。为此，许多科技工作者作了尝试，努力研发能有效驱除饲料中铅、降低畜产品中铅等有毒有害物质、提高畜产品安全的饲料添加剂。尽管在过去的几年中人们尝试用CaNa2EDTA、DMSA、补钙等方法来驱除饲料中的铅等重金属，但效果均不理想。纳米技术的兴起给我们提供了新的科研思路。. 蒙脱石纳米化以后大幅度提高了其在动物体内吸附饲料中铅的作用效果，其原因应该在于显著增强了纳米蒙脱石与重金属铅在消化道、血液和肝脏等组织中结合与转运，很有可能纳米蒙脱石存在着与普通蒙脱石完全不同的驱铅毒作用机制，有必要进一步对纳米蒙脱石的吸附特性、与铅离子在动物体内的结合、分离与转运状况以及其在吸附铅离子过程中DMT l介导转运铅作用做深入研究，以探究纳米蒙脱石在猪体内吸附饲料中铅的分子驱毒机理，为纳米蒙脱石显著吸附饲料铅改善猪胴体品质的作用效果提供科学依据。同时，通过本项目的实施，还可以促进纳米技术在动物营养领域的研究和应用，对于研发具有自主知识产权的原创性饲料科技产品具有重要意义。. 本项目以纳米蒙脱石为研究对象，拟采用动物代谢试验、显微电镜及分子杂交等技术，测定了铅在猪各组织中积累与分布及其对组织中微量元素等指标的影响；研究了纳米蒙脱石吸附铅后对Caco-2 上皮细胞中等组织中DMT1丰度的影响；运用原子力显微镜、X-衍射、离子交换法、体外吸附等手段，研究了纳米蒙脱石对铅的吸附特性、反应动力学与热力学参数等，并阐明了纳米蒙脱石吸附饲料中铅的作用机理: 蒙脱石纳米化后其表征结构、吸附特性显著得到优化，对重金属铅具有专性定向吸附功效，且通过吸附消化道内饲料铅改变了十二指肠上皮中二价金属离子转运体DMT1的表达，进而提高了对饲料铅的转运效能，最终增强了蒙脱石驱除饲料铅的效果。