层状双氢氧化物的生物界面行为：基于实验和计算模型的分散性及毒性评估

《Langmuir》：Biointerface Behavior of Layered Double Hydroxides: Dispersibility and Toxicity Assessment Using Experimental and Computational Models

Mg-Al LDH纳米片生物安全性研究：通过实验与计算结合，证实其在环境相关浓度下细胞毒性低且不诱导凋亡，分散行为与弱蛋白相互作用是低风险机制，首次系统阐明纳米片界面行为规律。

　　

层状双氢氧化物（LDH）纳米片在制药、催化、环境修复、能源生成和化学传感等领域得到了广泛应用。随着其应用范围的不断扩大，全面了解它们在生物和环境界面上的相互作用对于确保安全性和可持续性至关重要。本研究报道了Mg–Al LDH的合成与表征，并通过综合实验和计算方法对其分散性、环境稳定性和生物相互作用进行了系统评估。在BSA、DMSO、含FBS的RPMI以及I型水中，这些纳米片在生物和环境相关介质中可稳定分散长达72小时。在HepG2细胞中的细胞摄取研究表明，Mg和Al的摄取既与剂量相关，也随时间变化。暴露于LDH 48小时后，HepG2细胞（浓度为250 mg/L至1000 mg/L）和HL60细胞（浓度为1000 mg/L）的细胞活力显著下降（**：p ≤ 0.01）。在10 μg/L和10 ng/L的浓度下，HepG2细胞的活性氧（ROS）生成没有显著变化，DNA损伤也未观察到。流式细胞术检测显示，在较高浓度（250 mg/L、500 mg/L）下，线粒体通透性显著增加且细胞形态发生改变，但未引发细胞凋亡。然而，在环境相关浓度（ng?μg/L）下，线粒体膜电位、细胞形态和细胞周期进程均未出现显著变化，表明其具有浓度依赖性的生物安全性。计算对接结果显示，LDH纳米片与21种凋亡信号蛋白之间的相互作用较弱。该研究强调，Mg–Al LDH纳米片的分散行为和内在特性使其具有较低的生物风险，支持其在各种应用中的安全使用。据我们所知，这是首次结合计算模型系统研究Mg–Al LDH纳米片在生物界面行为的研究。