利用紫外-可见-近红外分光光度法和化学消化法，对多壁碳纳米管在人支气管上皮细胞（BEAS-2B）上的体外剂量学进行了研究

《ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY》：In vitro dosimetry of multi-walled carbon nanotubes on human bronchial epithelial cells (BEAS-2B) using UV-Vis-NIR spectrophotometry and chemical digestion

纳米材料毒性研究需精确量化细胞内实际摄入剂量，碳纳米管（CNTs）因有机基质中无机碳的计量困难及现有球形颗粒假设模型不适用而存在挑战。本研究提出通过UV-Vis-NIR光谱结合化学消化/冻干前处理，系统分离并定量悬浮态、松散结合态及内化态的CNTs。经MWNT-7、NM-403、A2-6-COOH三种纳米管类型在96 h细胞培养实验验证，功能化CNTs（A2-6-COOH）剂量与施加量一致，非功能化CNTs（MWNT-7、NM-403）最高浓度时20-30%保持悬浮，且通过死细胞释放的悬浮CNTs可反映细胞毒性水平。

　　

摘要

解读纳米材料在体外毒理学实验的结果需要准确了解实际传递到细胞中的材料数量。对于碳纳米管（CNTs）而言，这一剂量尤其难以准确测量或估算，因为难以在有机基质中量化无机碳。此外，现有的沉积模型通常假设颗粒呈球形，因此可能无法充分反映纤维状CNTs的行为。我们提出了一种方法，用于量化悬浮在溶液中的CNTs数量、与细胞松散结合的CNTs数量以及与细胞紧密结合或内化的CNTs数量。该方法采用UV-Vis-NIR光谱技术，并根据研究需要先进行化学消化或冻干处理。该方法使用三种类型的CNTs进行了验证：MWNT-7（长而粗）、NM-403（短而细）和A2-6-COOH（短而细，并带有羧基官能团），这些CNTs以六种不同的暴露浓度分散在细胞培养基中。人类支气管上皮细胞（BEAS-2B）被暴露于CNTs 96小时。对该分析方法的选择性、线性、检测和定量限、冻干收率、偏差以及精度（包括重复实验内的精度和重复实验间的精度）进行了验证。该方法成功估算了传递到细胞中的CNTs数量和细胞内的CNTs数量，但这两者并不总是与标称暴露浓度相符。CNTs在不同组分中的分布情况因CNT类型而异：对于功能化的纳米管，传递到细胞中的数量等于施加的数量；而对于非功能化的纳米管，在最高暴露浓度下，仍有相当大比例（高达20-30%）的CNTs悬浮在培养基中。该方法还揭示了细胞死亡情况，这通过培养基中释放出的含有CNTs的死亡细胞得到了体现。

图形摘要

解读纳米材料在体外毒理学实验的结果需要准确了解实际传递到细胞中的材料数量。对于碳纳米管（CNTs）而言，这一剂量尤其难以准确测量或估算，因为难以在有机基质中量化无机碳。此外，现有的沉积模型通常假设颗粒呈球形，因此可能无法充分反映纤维状CNTs的行为。我们提出了一种方法，用于量化悬浮在溶液中的CNTs数量、与细胞松散结合的CNTs数量以及与细胞紧密结合或内化的CNTs数量。该方法采用UV-Vis-NIR光谱技术，并根据研究需要先进行化学消化或冻干处理。该方法使用三种类型的CNTs进行了验证：MWNT-7（长而粗）、NM-403（短而细）和A2-6-COOH（短而细，并带有羧基官能团），这些CNTs以六种不同的暴露浓度分散在细胞培养基中。人类支气管上皮细胞（BEAS-2B）被暴露于CNTs 96小时。对该分析方法的选择性、线性、检测和定量限、冻干收率、偏差以及精度（包括重复实验内的精度和重复实验间的精度）进行了验证。该方法成功估算了传递到细胞中的CNTs数量和细胞内的CNTs数量，但这两者并不总是与标称暴露浓度相符。CNTs在不同组分中的分布情况因CNT类型而异：对于功能化的纳米管，传递到细胞中的数量等于施加的数量；而对于非功能化的纳米管，在最高暴露浓度下，仍有相当大比例（高达20-30%）的CNTs悬浮在培养基中。该方法还揭示了细胞死亡情况，这通过培养基中释放出的含有CNTs的死亡细胞得到了体现。

图形摘要