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第一篇 二氧化硅纳米材料的生物效应与安全应用第1章　二氧化硅纳米材料的理化特性及应用3

1.1　纳米二氧化硅的理化特性4

1.1.1 结构特性4

1.1.2　化学特性4

1.1.3 光学特性6

1.1.4　催化特性6

1.2　纳米二氧化硅的应用6

1.2.1　在橡胶中的应用6

1.2.2　在陶瓷制品中的应用7

1.2.3　在润滑剂中的应用7

1.2.4　在光学领域中的应用7

1.2.5　在涂料中的应用8

1.2.6　在生物医学中的应用9

1.2.7　其他应用19

1.3　展望19

参考文献19

第2章　二氧化硅纳米材料的制备与表征22

2.1　纳米二氧化硅的制备22

2.1.1 气相法22

2.1.2 湿法23

2.2　纳米二氧化硅的表征31

2.2.1　纳米二氧化硅成分分析31

2.2.2　粒径分析35

2.2.3　形貌分析36

2.2.4　结构分析38

参考文献39

第3章　纳米二氧化硅的暴露途径与生物转运43

3.1　纳米二氧化硅的暴露途径43

3.1.1　呼吸暴露及肺部沉积43

3.1.2　其他暴露途径46

3.2　纳米二氧化硅的生物转运47

3.2.1　纳米二氧化硅与生物膜48

3.2.2　纳米二氧化硅的生物转运50

参考文献52

第4章　纳米二氧化硅的肺脏毒性54

4.1　二氧化硅粉尘表面结构与毒性54

4.2　二氧化硅肺脏毒性的流行病学研究55

4.3　纳米二氧化硅在呼吸系统的沉降、清除和转运56

4.4　纳米二氧化硅致肺脏毒性反应58

4.4.1 自由基致脂质过氧化损伤58

4.4.2　细胞因子与炎症反应60

4.4.3　肺部细胞损伤和凋亡64

4.4.4　肺部纤维化形成66

4.5　纳米二氧化硅与微米二氧化硅毒性作用比较70

参考文献72

第5章　纳米二氧化硅的心血管毒性研究77

5.1　二氧化硅致心血管毒性的流行病学研究77

5.2　吸入纳米二氧化硅的肺外转运对心血管系统的潜在危害80

5.3　纳米二氧化硅对心血管系统毒性的研究81

5.3.1 致氧化损伤及血液流变学改变81

5.3.2　致内皮系统紊乱83

5.3.3 对心脏功能及心肌电生理的影响85

5.3.4　血栓性心血管系统疾病89

5.4　展望90

参考文献91

第6章　纳米二氧化硅的免疫毒性研究95

6.1　纳米二氧化硅与免疫系统的相互作用95

6.1.1　机体免疫系统识别并清除纳米二氧化硅95

6.1.2　纳米二氧化硅的免疫毒性97

6.2　纳米二氧化硅免疫毒性的主要作用机制102

6.2.1 自由基损伤学说103

6.2.2　细胞表面受体介导的二氧化硅毒性103

6.2.3　溶酶体的通透性改变105

参考文献105

第7章　纳米二氧化硅暴露对其他器官系统的影响108

7.1　纳米二氧化硅暴露对肝肾系统的影响108

7.1.1 纳米二氧化硅暴露对肝肾功能的影响108

7.1.2 纳米二氧化硅引起肝肾细胞的毒性作用110

7.1.3 纳米二氧化硅引起肝肾组织的氧化性损伤111

7.2　纳米二氧化硅暴露对神经系统的影响112

7.2.1 纳米二氧化硅进入神经系统的途径113

7.2.2　纳米二氧化硅的神经毒性效应114

7.3　纳米二氧化硅的其他生物效应115

7.3.1 纳米二氧化硅暴露的生殖遗传毒性初步研究115

7.3.2　纳米二氧化硅的抗菌作用116

参考文献116

第8章　解决方案探索119

8.1　二氧化硅表面化学与生物效应119

8.2　纳米二氧化硅毒性消除的化学与物理研究123

8.2.1 改变纳米颗粒表面的反应基团123

8.2.2　改变纳米颗粒的表面电荷124

8.3　纳米二氧化硅的安全防护124

8.4　纳米二氧化硅损伤的治疗124

8.5　纳米二氧化硅安全性研究展望125

参考文献125

第二篇 氧化锌纳米材料的生物效应与安全应用第9章　氧化锌纳米材料的制备及表面改性131

9.1　氧化锌纳米材料的合成制备131

9.1.1 物理法131

9.1.2　化学法132

9.2　ZnO纳米颗粒的分散和改性138

参考文献140

第10章 氧化锌纳米材料的特性与表征143

10.1 氧化锌的性质143

10.2 氧化锌纳米材料的性质145

10.2.1 纳米效应145

10.2.2 氧化锌纳米颗粒的光学特性145

10.2.3 氧化锌纳米颗粒的电学特性149

10.2.4 氧化锌纳米材料的光催化特性152

10.2.5 氧化锌材料的其他特性153

10.3 氧化锌纳米材料的表征153

10.3.1 扫描电子显微镜154

10.3.2 透射电子显微镜154

10.3.3 X射线衍射分析155

10.3.4 X射线光电子谱157

10.3.5 光致发光谱159

10.3.6　激光粒度分析159

参考文献161

第11章　氧化锌纳米材料的应用164

11.1　氧化锌纳米材料的应用概述164

11.2　取代微米氧化锌的应用166

11.2.1　橡胶工业中的应用166

11.2.2　化妆品中的应用166

11.2.3　涂料中的应用167

11.2.4　陶瓷中的应用168

11.2.5　在其他领域的应用168

11.3　氧化锌纳米材料独特的应用168

11.3.1　发光材料中的应用168

11.3.2　光电学中的应用169

11.3.3　新能源开发中的应用169

11.3.4　光催化中的应用169

11.3.5　传感性方面的应用170

参考文献170

第12章　氧化锌和锌离子的毒性172

12.1　氧化锌的毒性172

12.2　锌离子的毒性174

参考文献176

第13章　氧化锌纳米材料在生物体和环境中的转运178

13.1　氧化锌纳米材料的团聚178

13.2　氧化锌纳米颗粒的生物分布和清除179

13.3　氧化锌纳米颗粒在生物环境中的转化180

参考文献182

第14章　氧化锌纳米材料的细胞和动物毒性184

14.1　氧化锌纳米材料的细胞毒性及其机制184

14.1.1 氧化锌纳米材料的细胞毒性184

14.1.2　氧化锌纳米材料细胞毒性的机理187

14.2　氧化锌纳米材料的呼吸毒性190

14.2.1　氧化锌纳米材料对肺部细胞的毒性190

14.2.2　氧化锌纳米材料对小鼠的呼吸毒性191

14.3　氧化锌纳米材料的经口毒性193

14.4　氧化锌纳米材料的皮肤毒性195

14.5　氧化锌纳米材料的免疫毒性196

14.5.1 氧化锌纳米材料对免疫细胞的毒性196

14.5.2　氧化锌纳米材料对小鼠免疫系统的损伤197

14.6　氧化锌纳米材料的遗传毒性198

参考文献199

第15章　氧化锌纳米材料的生态毒性202

15.1　氧化锌纳米材料对细菌的毒性202

15.2　氧化锌纳米材料对原生动物的毒性205

15.3　氧化锌纳米材料对植物的毒性205

15.4　氧化锌纳米材料对动物的毒性206

参考文献208

第16章　氧化锌纳米材料毒性的解决方案210

16.1 氧化锌纳米材料的尺寸效应和毒理机制210

16.2　降低氧化锌纳米材料毒性的方法212

16.3　氧化锌纳米材料的职业防护213

16.4　氧化锌纳米材料中毒的治疗214

16.5　氧化锌纳米材料安全性研究的展望214

参考文献215