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氧化鋅為什么會(huì)團(tuán)聚
由于氧化鋅高表面活化能，納米材料通常具有團(tuán)聚的傾向。團(tuán)聚的程度可以通過(guò)表面修飾來(lái)降低。氧化鋅納米顆粒的團(tuán)聚行為對(duì)于其毒性有著至關(guān)重要的影響，因?yàn)閳F(tuán)聚決定了氧化鋅納米顆粒的有效濃度和尺寸。迄今為止還沒(méi)有文獻(xiàn)對(duì)氧化鋅納米顆粒在生物環(huán)境中的團(tuán)聚行為進(jìn)行系統(tǒng)的研究。但是在多個(gè)研究中，對(duì)溶液相中氧化鋅納米顆粒的尺寸有過(guò)報(bào)道。氧化鋅納米顆粒在溶液中的團(tuán)聚程度和團(tuán)聚的動(dòng)力學(xué)都可通過(guò)激光動(dòng)態(tài)光散射(DLS)等技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)。已經(jīng)發(fā)表的結(jié)果一致表明氧化鋅納米顆粒在溶液相中有嚴(yán)重的團(tuán)聚。
氧化鋅納米顆粒在水中僅能較穩(wěn)定地懸浮幾分鐘。氧化鋅納米顆粒的懸浮時(shí)間和分散均勻度要優(yōu)于微米氧化鋅，這一點(diǎn)與其他納米材料的情況類似。這也暗示著氧化鋅納米顆粒在實(shí)際暴露中的暴露濃度有可能高于微米氧化鋅。盡管Den9等報(bào)道了氧化鋅會(huì)吸附蛋白質(zhì)，但是蛋白質(zhì)的加入并不能顯著改善氧化鋅納米顆粒的團(tuán)聚。在含血清的DMEM培養(yǎng)基中，氧化鋅納米顆粒的顆粒大小僅能從PBS中的600 nm左右降低到300 nm左右。氧化鋅納米顆粒在含有10％小牛血清的培養(yǎng)基中依舊發(fā)生嚴(yán)重聚沉。在Zhu等的研究中他們也發(fā)現(xiàn)氧化鋅納米顆粒發(fā)生聚集，這些聚集的氧化鋅在3 h后基本就接近沉淀平衡了，超過(guò)80％的氧化鋅出現(xiàn)在沉積物中。
利用DLS檢測(cè)氧化鋅納米顆粒的粒徑的結(jié)果也表明氧化鋅納米顆粒團(tuán)聚嚴(yán)重，即水化半徑大于TEM觀察的結(jié)果。但需要特別注意的是DLS并不一定能真實(shí)地反映氧化鋅納米顆粒的尺寸，因此需要慎重對(duì)待DLS結(jié)果。比如，Lin等[3]發(fā)現(xiàn)在Ham SF-12培養(yǎng)基中，氧化鋅納米顆粒(直徑為70 nm)和微米氧化鋅(直徑為420 nm)尺寸類似，在10／19／mL的濃度下粒徑在100 nm左右，小于微米氧化鋅本身的直徑。這一結(jié)果顯然是不合理的，需要更多的研究來(lái)解釋這一矛盾。他們的研究還表明，氧化鋅納米顆粒容易發(fā)生沉降，在100 Ft9／mL的濃度下尤為明顯。兩次平行測(cè)試中團(tuán)聚物的粒徑分別為900 nm和300 nm，說(shuō)明體系非常不穩(wěn)定，在超聲條件下仍然容易聚沉。
在干燥的空氣中，氧化鋅納米顆粒很容易分散，形成類似于超細(xì)氧化鋅粉塵的形態(tài)，容易被吸入。在這方面，氧化鋅納米顆粒比微米氧化鋅更容易形成粉塵，分散在空氣中，進(jìn)而引起肺部毒性。相關(guān)的研究，尤其是表征氧化鋅納米顆粒形成粉塵的研究還非常少。現(xiàn)有的比較氧化鋅納米顆粒和微米氧化鋅呼吸毒性的研究還主要通過(guò)氣管滴注的方式給藥，忽視了氧化鋅納米顆粒更容易在空氣中形成粉塵的因素。考慮到氧化鋅納米顆粒的尺寸，推測(cè)氧化鋅納米顆粒可能具有更高的有效暴露濃度，因而會(huì)引起更大的呼吸毒性。
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