题目：纳米材料基因毒性电化学评价方法的研究

近年来，随着纳米技术的持续高速发展，各种具有特殊功能的新型纳米材料被不断开发研制并广泛应用于化工、电子、能源、医学、生物传感等领域，因而人们接触纳米材料的途径也越来越多，随之，纳米材料的生物安全性逐渐引起国内外的高度关注，对纳米材料安全性综合评估迫在眉睫，但目前纳米材料的毒性研究相比于纳米技术的飞速发展还处于初级阶段，尚缺乏科学、系统、有效的纳米材料毒性评价方法。

8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)是公认的DNA氧化性损伤的标示物，它是机体氧化应激过程中，自由基作用于DNA鸟嘌呤碱基的氧化产物，它可诱导突变、碱基错配等，因而与肿瘤、癌症等疾病及衰老的发生密切相关。研究发现，毒性纳米材料作用于DNA引起DNA的氧化损伤，因而8-OHdG也可作为纳米材料基因毒性的可靠标示物。发展检测8-OHdG的方法对纳米材料基因毒性的研究及毒性机理的深入研究具有重要意义。目前报道检测8-OHdG的方法主要有色谱分析法、酶联免疫分析法等，这些方法都存在一定的局限性，电化学分析方法具有灵敏性高、操作简便、不需样品复杂预处理、检测成本低等优点，因而已广泛应用于许多生物分子的分析检测。

本文旨在建立一种高灵敏、高选择性、简单快速的电化学检测8-OHdG的新方法。借助于纳米材料独特的电化学传感性质，制备修饰电极，实现了对8-OHdG高灵敏的检测，并将该方法应用于样品分析和纳米材料基因毒性的探究检测，本论文的研究工作是在国家自然科学基金海外及港澳学者合作研究基金(No.2132 80019)的基金资助下开展的。

本论文主要有两部分构成，第一部分为引言，第二部分为研究报告。

第一部分即引言部分，简要介绍了纳米材料的特性和应用、概述了纳米材料的毒性研究进展及主要测试方法，阐述了8-OHdG的产生机理及检测方法研究进展，并着重概述了电化学方法检测8-OHdG的进展现状，最后提出了本论文的研究背景、研究内容及意义。

第二部分即研究报告，包括第二章和第三章，主要有以下内容：

第二章，首先研究了8-OHdG在常规金电极、玻碳电极及铂电极上的电化学行为，通过比较选择了玻碳电极作为基底电极对8-OHdG的电化学响应性能最好。其次，探究了三种常见且报道相对无毒性或低毒的纳米材料，包括碳点、金纳米粒子及功能化碳纳米管作为电极修饰材料对8-OHdG检测的影响。通过对几种纳米材料及修饰电极的合成制备及表征，成功制备了各种纳米材料及修饰电极，通过研究分析8-OHdG在各种修饰电极上的电化学行为，发现碳纳米管修饰电极能有效增大测定8-OHdG的电化学响应信号，最后比较选出单壁碳纳米管作为电极修饰材料。

第三章，基于单壁碳纳米管测定8-OHdG取得较好的电化学响应的基础，建立了一种在SWCNTs-Nafion膜修饰玻碳电极上检测8-OHdG的新方法。SWCNTs独特的电子传导特性和吸附特性极大地增加了8-OHdG在电极上的电流响应；通过筛选一系列粘结剂，发现Nafion膜能增加修饰电极的稳定性和重现性，同时Nafion膜也可有效减小共存物质的干扰，另外，该修饰电极可通过电化学方法实现其表面的更新；实验考察了SWCNTs-Nafion体积和富集时间等条件对电流信号的影响。在优化的实验条件下，采用差分脉冲伏安法，在0.1M PBS (pH 7.4)中，8-OHdG浓度和其氧化峰电流在0.03-1.25 μM范围内成良好的线性关系，线性方程为ip(μA) = 0.23+16.7C (μM) (R=0.9995)，检出限为8.0 nM (S/N=3)。本工作建立的方法具有灵敏度高、选择性和重现性好等优点，在尿酸酶的作用下，该方法应用于尿样中8-OHdG的检测，获得了满意的结果。同时采用该方法对纳米粒子(ZnO)对dG和DNA的毒性作用进行了初步探究检测。