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《纳米毒理学研究方法与实验技术》：纳米科学与技术丛书
《纳米毒理学研究方法与实验技术》系统地、全面地总结了目前纳米材料的毒理学研究方法与实验技术，从中可以获得关于纳米材料的表征及实验技术，纳米材料在分子、细胞和动物水平的纳米毒理学的研究方法及其与环境环境行为与毒理等的知识。
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| 內容簡介： |
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《纳米毒理学研究方法与实验技术》针对纳米毒理学这一新兴的研究领域，从纳米材料的表征技术、前处理方法、生物样品中纳米材料的检测技术、动物实验研究方法、细胞毒理学研究方法、分子毒理学研究方法、纳米材料与生物大分子的相互作用、定量构效关系研究方法以及纳米材料的环境行为与环境毒理几个方面系统介绍了纳米毒理学研究方法与实验技术，探讨了纳米材料与常规小分子化合物或块体材料毒理学研究方法的差异，归纳了研究中所应注意的问题。这对于规范目前的纳米毒理学研究方法及制定纳米材料安全性评价标准具有参考价值。
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| 目錄：
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《纳米科学与技术》丛书序
前言
第1章纳米材料的表征
1?1纳米材料的粒度分析
1?1?1电镜观察法
1?1?2离心沉降法
1?1?3激光粒度分析法
1?1?4电超声粒度分析法
1?1?5比表面积法
1?1?6X射线衍射线宽法
1?1?7X射线小角散射法
1?1?8拉曼散射法
1?1?9质谱法
1?1?10电泳法
1?1?11颗粒测量新技术及其发展
1?2纳米材料的形貌分析
1?2?1扫描电子显微镜
1?2?2扫描探针显微镜
1?3纳米材料的化学组成分析
1?3?1原子光谱
1?3?2X射线荧光光谱
1?3?3电感耦合等离子体质谱
1?3?4中子活化分析
1?3?5微区化学组成分析
1?3?6表面化学组成分析
1?4纳米材料的结构和晶形分析
1?4?1X射线衍射物相结构分析
1?4?2激光拉曼物相分析
1?4?3X射线吸收精细结构谱
1?5纳米材料表面化学形态分析
1?5?1俄歇电子能谱
1?5?2X射线光电子能谱
1?5?3紫外光电子能谱
参考文献
第2章纳米材料的前处理方法
2?1碳纳米材料的表面修饰与分散
2?1?1富勒烯的表面修饰与分散
2?1?2碳纳米管的表面修饰与分散
2?1?3石墨烯的功能化及分散
2?2量子点的表面修饰与生物毒性
2?2?1量子点的表面修饰
2?2?2量子点的生物毒性
2?3纳米金属和金属氧化物的分散与离子释放
2?3?1纳米金属和金属氧化物的分散
2?3?2金属离子释放及对纳米金属和金属氧化物生物效应的影响
参考文献
·vi·第3章生物样品中纳米材料的检测技术
3?1放射性同位素示踪技术
3?1?1碳纳米材料的放射性标记
3?1?2金属和金属氧化物纳米颗粒的放射性标记
3?2无机元素分析方法
3?2?1电感耦合等离子体质谱法
3?2?2同步辐射X射线荧光分析
3?3其他分析方法
3?4基于同步辐射技术的纳米材料转化分析方法
3?4?1X射线吸收精细结构谱
3?4?2微束X射线荧光光谱
3?4?3扫描透射软X射线显微成像
参考文献
第4章动物实验研究方法
4?1急性毒性实验
4?1?1经呼吸道染毒
4?1?2经口染毒
4?1?3经皮肤染毒
4?1?4经注射染毒
4?2长期毒性实验
4?2?1呼吸系统毒性
4?2?2心血管系统毒性
4?2?3神经系统毒性
4?2?4生殖发育毒性与致畸效应
4?2?5致癌效应
4?3检测指标
4?3?1基本指标
4?3?2血液指标
4?3?3尿液指标
4?3?4肺部毒性指标
4?3?5心血管系统毒性指标
4?3?6肝脏毒性指标
4?3?7肾脏毒性指标
4?3?8神经毒性指标
4?3?9生殖发育毒性指标
4?3?10致癌性指标
参考文献
·vii·第5章细胞毒理学研究方法
5?1细胞毒性的检测
5?1?1细胞形态学观察
5?1?2细胞生长状态观察
5?1?3细胞存活率的测定
5?1?4细胞增殖能力的测定
5?1?5细胞代谢活力的测定
5?2细胞凋亡的检测
5?2?1形态学观察
5?2?2生化指标的检测
5?2?3细胞凋亡时线粒体膜电位改变的测定
5?2?4Caspase活性的检测
5?2?5流式细胞术
5?3细胞氧化应激的测定
5?3?1ROS的测定
5?3?2抗氧化生物标志物的检测
5?3?3其他氧化应激生物标志物的检测
5?4炎症细胞因子的测定
5?5纳米材料的细胞内摄分析
5?5?1电子显微镜检测
5?5?2元素含量分析
5?5?3荧光谱学分析
5?5?4纳米颗粒细胞内摄分析新技术
5?6纳米材料生物效应的高通量筛选方法
5?7纳米颗粒的物理化学特性对体外细胞实验的影响
5?7?1吸附能力
5?7?2光学特性
5?7?3催化活性
5?7?4磁性
5?7?5溶解性
5?7?6纳米颗粒的团聚
参考文献
·viii·第6章分子毒理学研究方法
6?1DNA损伤检测
6?1?1DNA链断裂的检测
6?1?2DNA加合物的检测
6?2基因突变的检测
6?2?1Ames实验
6?2?2hprt基因正向突变实验
6?3染色体畸变分析
6?3?1G显带分析
6?3?2荧光原位杂交技术
6?3?3微核实验
6?3?4姐妹染色单体交换
6?4基因表达调控的研究方法
6?4?1基因芯片技术
6?4?2反转录?聚合酶链式反应
6?4?3Northern印迹杂交
6?5蛋白质组学研究方法
6?5?1双向电泳技术
6?5?2质谱技术
6?5?3蛋白质芯片技术
6?6代谢组学研究
参考文献
第7章纳米材料与生物大分子的相互作用
7?1纳米材料与蛋白质的相互作用
7?1?1蛋白冠的形成
7?1?2纳米材料性质对蛋白冠组成的影响
7?1?3蛋白质与纳米材料结合时的构象改变
7?1?4冠状物的分析评价方法
7?2纳米材料与其他生物大分子的相互作用
7?2?1纳米材料与核酸的相互作用
7?2?2纳米材料与脂类的相互作用
7?2?3纳米材料与糖类的相互作用
7?3纳米材料?生物体系相互作用的计算机模拟研究
7?3?1纳米颗粒与生物分子相互作用的模拟结果
7?3?2纳米颗粒的自组装
7?3?3生物体系中的纳米颗粒
参考文献
·ix·第8章定量构效关系研究方法
8?1定量构效关系
8?1?1概述
8?1?2QSAR模型研究的基本内容
8?2纳米定量构效关系模型
8?2?1纳米定量构效关系简介
8?2?2纳米定量构效关系模型的特点
8?2?3纳米定量构效关系研究进展
8?2?4纳米定量构效关系模型应用展望
参考文献
第9章纳米材料的环境行为与毒理
9?1环境中纳米材料的分离技术
9?1?1膜分离
9?1?2离心分离
9?1?3色谱分离
9?2纳米材料的环境行为
9?2?1人造材料颗粒在大气中的行为
9?2?2人造纳米颗粒在土壤中的行为
9?2?3人造纳米材料在水体中的行为
9?3纳米材料的环境毒理效应
9?3?1大气中的纳米污染物毒理效应
9?3?2土壤中的纳米污染物毒理效应
9?3?3水体中的纳米污染物毒理效应
9?4问题与展望
参考文献
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第1章纳米材料的表征第1章纳米材料的表征
“纳米”是一个长度单位，1纳米是1米的十亿分之一。纳米材料是三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1~100 nm）或者由该尺度范围的物质为基本结构单元所构成的材料的总称。纳米尺寸的物质具有与宏观物质迥异的表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和量子限域效应，因而纳米材料往往拥有独特的光、电、磁、热、力学等性能，广泛用于机械、电子、化工、医药、能源、国防及日用品等领域。随着应用的日益广泛，人们接触纳米材料的机会大大增加，同时，纳米材料对环境和健康的影响也引起了学术界、政府部门、生产企业和公众的密切关注。
纳米毒理学是在纳米尺度下，研究物质与生物体相互作用的过程以及所产生的生物或健康效应的一门新兴学科。纳米材料的生物效应往往受纳米尺寸、结构和表面性质等在传统毒理学研究中并不需要考虑的因素的影响。因此，为了更好地了解纳米材料的生物效应及其作用机制，需要对纳米材料的物理化学特性进行详尽的表征。目前相关学者一致认为毒理学家应该与熟知纳米材料特性的物理学家、化学家联合起来，制定一系列关于纳米材料特性表征的指导方针和操作规程。很多情况下，纳米材料分析中遇到的问题来源于尺寸与结构的不均匀性以及对单个小尺寸材料可控操作上的困难。针对不同的体系，需要选择适用的结构分析与性能研究方法。本章对纳米材料已有的一些分析和表征技术进行了归纳和总结，主要从纳米材料的粒度分析、形貌分析、成分分析、结构分析，以及表面界面分析等方面进行系统的介绍。
1?1纳米材料的粒度分析
纳米材料的粒度分布与小尺寸效应密切相关，同时也是表征纳米材料特性最重要指标之一。由于纳米颗粒形状的复杂性，很难直接用单一尺度来描述颗粒大小，因此常用等效粒度的概念来描述。纳米颗粒一般指一次颗粒，它的结构可以为晶态、非晶态和准晶态。在晶态的情况下，纳米颗粒可以为多晶体，当粒径小到一定值后则为单晶体。只有纳米微粒为单晶体时，粒径才与晶粒尺寸相同。对于球形颗粒的粒径即指其直径；对不规则颗粒尺寸的定义常为等当直径，如体积等当直径、投影面积直径等。由于粉体材料的颗粒大小分布较广，可以从纳米级到毫米级，因此在描述材料粒度大小时，可以把颗粒按大小分为纳米颗粒、超微颗粒、微粒、细粒、粗粒等种类［1］，如图1?1所示。在纳米材料的分析和研究中，经常遇到的是具有纳米尺度（1~100 nm）的超细颗粒。由于纳米
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