研究目的纳米科技是20世纪80年代末、90年代初发展起来的新兴交叉学科,正在引起球范围内的科技、工业和农业等发生重大变革。纳米材料具有许多优良且独特的物理和化学性质(如由纳米尺度所引起的尺度效应、量子效应、巨大的表面效应以及界面效应等),因而在工业、建筑、生物医学、生活用品和环保等产业中展示出诱人的应用前景。然而,科学是把双刃剑,在造福人类的同时,也可能给人类带来危害,纳米科技也不例外。物质进入纳米尺度后,常表现出与常规认知不同的物理化学特性。不为肉眼所见的纳米颗粒,非常规显微镜等传统手段所能观测,安全性能测试成为一件有难度的工作。传统的毒理学实验和化学物危险度评价的方法并不完全适用,其生物安全性评估成为重要课题,纳米材料及产品亟待制定生产安全标准。如何驾驭纳米科技,使之造福而不伤害人类,既是科学界面临的挑战,也是各国政府发展纳米科技不得不面对的问题。本研究拟借助遗传毒理学领域中应用广泛的、用于检测基因突变的Ames实验这一技术平台,对具有光催化特性的三种纳米材料(纳米二氧化钛、纳米氧化锌、碳纳米管)进行安全性研究,为预测此三种材料的遗传危害和潜在致癌性提供实验证据。方法1.培养基及平板制备本试验所用培养基及平板均按标准鼠伤寒沙门氏菌回复突变(Ames)试验要求制作2.活化系统肝S-9是采用苯巴比妥钠和β-2奈黄酮联合诱导方法制备。S-9混合液的配制、使用和保存是按照鼠伤寒沙门氏菌回复突变(Ames)试验进行操作。3.菌株遗传性状鉴定各菌株按照Ames试验中方法进行如下鉴定:(1)组氨酸缺陷型鉴定(his-试验;(2)脂多糖屏障缺陷鉴定(rfa突变);(3)对紫外线敏感性鉴定(uvrB修复缺陷型的鉴定);(4)抗氨苄青霉素(PKM101)试验(菌株R因子丢失鉴定);(5)四环素(PAQI)抗性的鉴定;(6)自发回变数(his+)的测定;(7)对阳性突变剂的敏感性鉴定。遗传性状鉴定合格后,方进行纳米材料的安全性研究。4.剂量设计由于碳纳米管不溶于水和DMSO,所以我们采用悬浊液的形式设计了5个剂量组。纳米二氧化钛和纳米氧化锌在超声溶解的条件下设计了5个剂量组,另设自发回变对照组、溶剂对照组(水)和阳性对照组。5.试验方法计数TA97、TA98、TA100、TA102标准试验菌株在5个不同浓度受试物作用下,37℃培养箱里孵育48h后的回变菌落数。结果多壁碳纳米管细菌回复突变试验(Ames),各剂量组在加与不加肝S-9的情况下,TA97、TA102细菌回变数是阴性对照回变菌落数的2倍或2倍以上,并呈剂量效应关系。纳米二氧化钛和纳米氧化锌鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验(Ames),各剂量组在加与不加肝S-9的情况下,细菌回变数均少于阴性对照回变菌落数的2倍。结论多壁碳纳米管鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验在试验剂量范围内有移码型和交联型的直接诱变特性。纳米二氧化钛和纳米氧化锌细菌回复突变试验未见潜在致突变性。