劉佳蕙，蘇 敏，孫可欣，董益陽

鎘系量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性
——鎘離子之辯

劉佳蕙，蘇 敏，孫可欣，董益陽

(北京化工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京市生物加工過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029)

量子點(diǎn)是一種具有卓越熒光性能的新型納米材料，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，故其生物安全性引起了人們的廣泛關(guān)注.本文闡述了鎘系量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性機(jī)制的相關(guān)研究進(jìn)展，重點(diǎn)關(guān)注鎘離子的釋放在鎘系量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性發(fā)揮的作用，以及相關(guān)的研究方法.

量子點(diǎn)；細(xì)胞毒性；鎘離子

眾所周知，鎘是一種有著較高生物毒性的重金屬元素.1971年，因鎘造成的“痛痛病”極端殘酷，使得當(dāng)年的國際環(huán)境會議，將鎘列為環(huán)境污染中最為危險(xiǎn)的五大因素之一.我國的鎘生產(chǎn)總量居全世界之首，“2012年廣西龍江鎘污染”、“2013年廣州大米抽檢，超四成鎘超標(biāo)”等事件接連報(bào)道，成為我國民眾健康的巨大的威脅.

量子點(diǎn)(quantum dot，QD)由于優(yōu)越的光學(xué)性能和納米材料本身的諸多優(yōu)勢，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特別是生物標(biāo)記和活體成像方面得到了廣泛應(yīng)用.CdSe，CdTe為基礎(chǔ)的量子點(diǎn)因?yàn)楣鈱W(xué)性質(zhì)優(yōu)異、合成方法成熟而被廣泛研究和普遍應(yīng)用.經(jīng)過表面修飾后的兩種QDs可用于細(xì)胞和活體動物的熒光成像.QDs在細(xì)胞內(nèi)的標(biāo)記效率也可達(dá)到與傳統(tǒng)有機(jī)染料相當(dāng)水平，并與大部分有機(jī)染料的短期細(xì)胞毒性程度相當(dāng)[1].

量子點(diǎn)合成方法的改進(jìn)和生物功能化修飾都極大的擴(kuò)展了QDs的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用范圍.QDs已經(jīng)逐漸從實(shí)驗(yàn)室研究逐漸開始走向臨床.然而，基于沉痛的歷史教訓(xùn)，鎘系的量子點(diǎn)在生物醫(yī)學(xué)使用上的安全問題，一直以來受到廣泛關(guān)注[2].QDs的生物安全性與其組成和表面性質(zhì)相關(guān)，不同的QDs表現(xiàn)出的細(xì)胞毒性水平存在巨大差異.鎘離子能否在生物體系內(nèi)從QDs表面釋放，QDs的細(xì)胞毒性機(jī)理與Cd離子的釋放是否直接相關(guān)等問題，一直以來是人們研究和爭議的焦點(diǎn).本綜述著重關(guān)注各種鎘系QDs的細(xì)胞毒性是否與Cd離子的釋放相關(guān)，并探討Cd離子釋放有關(guān)的影響因素.本文總結(jié)了研究QDs細(xì)胞毒性機(jī)制可以采用的實(shí)驗(yàn)手段，歸納了降低Cd離子從QDs上釋放的方法，進(jìn)而探索減輕QDs細(xì)胞毒性的方法.

2 鎘系量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性機(jī)制

2.1 鎘釋放引起鎘系量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性

鎘離子是一種具有生物毒性的重金屬元素，它可通過干擾DNA復(fù)制、取代蛋白質(zhì)鋅指結(jié)構(gòu)中的Zn原子或產(chǎn)生活性氧自由基ROS等引發(fā)細(xì)胞死亡[3-4].有些研究發(fā)現(xiàn)，鎘系QDs長期暴露在機(jī)體內(nèi)，少量的鎘離子被釋放出來，釋放的速度與時(shí)間、濃度、環(huán)境pH、QDs的種類等因素相關(guān).長時(shí)間的環(huán)境暴露甚至可能引起QDs的崩解[5].此外，鎘離子還有可能在制備QDs的過程中，被緊密吸附在QDs表面，在進(jìn)入生物體后緩慢釋放(圖1)[6].由于鎘離子明確具有較高的生物毒性，因而很多研究者認(rèn)為鎘離子的釋放是QDs產(chǎn)生細(xì)胞毒性不可忽視的原因之一.

圖1 鎘系QDs的鎘離子在細(xì)胞內(nèi)的釋放引起細(xì)胞毒性[6]Fig.1 The releasing of cadmium ions from the QDs in cells causes cytotoxicity[6]

Lovric等通MTT實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)發(fā)紅色熒光的CdTe量子點(diǎn)可以使鼠嗜鉻細(xì)胞瘤細(xì)胞株12(PC-12)的細(xì)胞活性下降[7-8].量子點(diǎn)釋放的Cd2+進(jìn)入細(xì)胞后，會產(chǎn)生ROS增加氧化壓力，在細(xì)胞中，Cd2+能置換出細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜上的鐵和銅，后兩者可以通過Fenton反應(yīng)參與氧化壓力的形成[9].胞內(nèi)氧化壓力過高的直接后果是脂質(zhì)過氧化，引起細(xì)胞膜或線粒體膜的破壞，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[10].Cd2+通過與蛋白質(zhì)內(nèi)巰基的相互作用使線粒體蛋白失活.Cd2+還可以與DNA直接作用，如與DNA分子中的磷酸、堿基等結(jié)合[11]，對機(jī)體具有極大的危害性.

基于Cd釋放是鎘系量子點(diǎn)產(chǎn)生細(xì)胞毒性的主要原因的理論，一些研究者開始利用核殼保護(hù)結(jié)構(gòu)防止Cd離子從QDs中逃逸而降低其細(xì)胞毒性.ZnS殼的包裹能有效的阻礙Cd離子從QD表面的釋放，進(jìn)而降低QDs的細(xì)胞毒性[12-13].進(jìn)一步，還可通過PMA (聚甲基丙烯酸)等高分子對QDs的表面包裹，使大部分Cd不從QDs上釋放出來.在Soene等的研究中，PMA-QDs的總Cd濃度為1.32μM時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的自由Cd離子僅為10 nM[14].當(dāng)保護(hù)基團(tuán)過小，形成的保護(hù)殼過薄時(shí)，盡管可能在中性條件下降低Cd離子從QDs中的釋放，但QDs進(jìn)入細(xì)胞后，在溶酶體等細(xì)胞器中的酸性升高，Cd離子從QDs上解離的速度顯著提高，而引發(fā)較高的細(xì)胞毒性(圖2)[15].

然而，盡管有諸多證據(jù)證明Cd釋放是引起鎘系量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性的主要原因.越來越多的研究也發(fā)現(xiàn)，鎘系量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性也有可能來自其他途徑. Soene等通過細(xì)致的定量研究發(fā)現(xiàn)，在引起相同細(xì)胞毒性時(shí)，QDs和CdCl2相比，后者使細(xì)胞內(nèi)Cd離子濃度的升高更為顯著.這說明，QDs表面釋放Cd離子不是QDs產(chǎn)生細(xì)胞毒性的主要原因.當(dāng)然這不排除QDs釋放Cd離子，使細(xì)胞內(nèi)局域Cd離子濃度升高、QDs表面富集黏附的Cd離子等導(dǎo)致的高細(xì)胞毒性的產(chǎn)生[16].Hoshino等也認(rèn)為CdSe/ZnS量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性不主要由Cd離子的釋放引起，而是由顆粒表面與細(xì)胞的相互作用引起的[17].

2.2 ROS引起鎘系量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性

ROS自由基的產(chǎn)生是量子點(diǎn)細(xì)胞毒性的重要機(jī)制之一.納米材料由于量子限域效應(yīng)和局部缺陷能夠造成局部的活性較高，在環(huán)境的作用下，產(chǎn)生ROS.然而Cd離子也能引起細(xì)胞內(nèi)ROS的升高.盡管Cd離子不是Fenton金屬，不能直接催化ROS的產(chǎn)生，Cd離子可置換出蛋白中的Fe、Cu等金屬離子，提高細(xì)胞內(nèi)這些離子的含量，進(jìn)而引起ROS的升高[18].Hsieh等人發(fā)現(xiàn)，CdSe/ZnS量子點(diǎn)可使BALB/3T3細(xì)胞溶酶體被破壞，ROS上升，產(chǎn)生氧化損傷[19].在李曉明等的研究中發(fā)現(xiàn)水相合成的量子點(diǎn)也會導(dǎo)致細(xì)胞基因表達(dá)水平的變化和 ROS的上升，但是并不引發(fā)細(xì)胞凋亡.通過比對CdTe量子點(diǎn)處理過的HEK293細(xì)胞的全基因表達(dá)譜發(fā)現(xiàn)有31個(gè)基因的表達(dá)水平上調(diào)，3個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄水平下調(diào).在上調(diào)的基因中，有17個(gè)是與蛋白結(jié)合、離子結(jié)合和細(xì)胞內(nèi)氧化還原作用等細(xì)胞保護(hù)機(jī)制相關(guān)的[20].

圖2 QDs在溶酶體內(nèi)的分布和解離[15]Fig.2 The distribution and dissociation of QDs in the lysosome[15]

Nagy等則認(rèn)為QDs的細(xì)胞毒性是否主要由Cd離子的釋放引起，與QDs的表面化學(xué)性質(zhì)有關(guān).當(dāng)QDs表面為負(fù)電荷(MPA，巰基乙酸)時(shí)，Cd離子在緩沖溶液中釋放Cd離子的速度高于表面為正電荷(CTST，半胱胺)的QDs，負(fù)電荷的QDs的細(xì)胞毒性主要由Cd離子的釋放引起.正電荷的QDs，雖然Cd離子的釋放量低，卻有著更高的細(xì)胞毒性，并能引起細(xì)胞內(nèi)DNA的損傷.他們推測正電荷的QDs的細(xì)胞毒性主要不是由Cd離子的釋放引起，而是由納米材料引發(fā)的ROS導(dǎo)致[21].

3 判斷鎘離子是否是鎘系量子毒性產(chǎn)生機(jī)制的方法

3.1 鎘離子對照法

在鎘系量子點(diǎn)的毒性實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常設(shè)置CdCl2為對照組，觀察QDs組引發(fā)的細(xì)胞的變化與CdCl2組在劑量和響應(yīng)指標(biāo)上是否一致，如果一致，則推測Cd離子的釋放是QDs產(chǎn)生細(xì)胞毒性的可能因素[22].例如，Luo等在研究中發(fā)現(xiàn)，CdSe/ZnSQDs能夠誘導(dǎo)小鼠腎腫瘤細(xì)胞RAG細(xì)胞發(fā)生自噬，而等濃度的CdCl2不能引發(fā)細(xì)胞的自噬，因而他們推測，Cd2+的釋放不是QDs引起細(xì)胞發(fā)生自噬的主要原因[23].Nguyen等發(fā)現(xiàn)CdTe QDs和CdCl2都能引起細(xì)胞凋亡，且引起細(xì)胞凋亡路徑相關(guān)的蛋白如Fas、caspase-8、Bcl-2、Bax、MAPKs、JNK、p38等的表達(dá)量的變化趨勢一致.因而，他們認(rèn)為Cd離子的釋放是CdTe在HepG2細(xì)胞中產(chǎn)生毒性的主要原因之一[22].利這種鎘離子對照法的優(yōu)點(diǎn)是不需要對QDs進(jìn)行改造，也不需要引入其他檢測試劑，比較簡便易行.因而成為QDs機(jī)制研究中的常用方法.

然而鎘離子對照法也有不少缺點(diǎn).首先，合理的CdCl2濃度難以選擇.由于QDs是納米顆粒，CdCl2是自由離子，二者進(jìn)細(xì)胞的效率和途徑不同，因而如果暴露于相同Cd當(dāng)量下的兩種物質(zhì)，在細(xì)胞內(nèi)的濃度不一致.即使通過改變暴露濃度，使細(xì)胞內(nèi)的濃度一致，在細(xì)胞內(nèi)的分布也可能不同.其次，Cd離子作為重金屬離子，在細(xì)胞毒理學(xué)上的檢測沒有特異性的指標(biāo)，能引起ROS，以及ROS下游的一系列毒理學(xué)變化，很難與納米材料本身產(chǎn)生ROS的機(jī)制相區(qū)分.例如，一定濃度的鎘離子和ROS都能夠使細(xì)胞發(fā)生凋亡[24].而從是否發(fā)生凋亡的角度，無法判斷量子點(diǎn)產(chǎn)生毒性是否源于解離出的鎘離子.另外，在Bruneau等人的研究中，同一種QDs和Cd離子的免疫毒性還表現(xiàn)出了物種差異[25].

3.2 保護(hù)基團(tuán)隔離對照法

通過某些生物相容性強(qiáng)的高分子、無機(jī)Si、Ti層的保護(hù)等，能夠減少Q(mào)Ds向環(huán)境中Cd離子的釋放.通過比較保護(hù)前后QDs毒性的變化，可以推測出Cd離子的釋放是否是QDs產(chǎn)生細(xì)胞毒性的因素.這種方法較好的比較了QDs在Cd釋放量變化前后的毒性的差異.Pisanello等將 QDs包埋在聚甲基硅氧烷(PDMS)中，極大的降低了Cd離子的釋放[26].Gong等將QDs包埋在聚乳酸(PLA)中，也得到了細(xì)胞毒性很低的復(fù)合QDs材料[27].然而，納米材料的毒性與其表面性質(zhì)息息相關(guān).不同表面基團(tuán)、不同電荷密度的納米材料的細(xì)胞毒性存在顯著差異，這些隔離Cd離子的納米殼在隔離Cd離子的同時(shí)，也使QDs的表面結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)發(fā)生重大的變化，因而，也不是單一變量的減少了細(xì)胞內(nèi)自由Cd離子的濃度.不過，在對QDs的表面隔離保護(hù)的研究中，可以獲得多種不同表面結(jié)構(gòu)且細(xì)胞毒性較小的QDs，這將利于QDs及納米材料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展.

Cd離子引發(fā)的細(xì)胞毒性機(jī)制中，比較特征的是對金屬硫蛋白家族(MT，methallothionein)含量的影響.研究發(fā)現(xiàn)MT的多個(gè)基因在QDs處理的實(shí)驗(yàn)組中均表達(dá)上調(diào).MT蛋白的主要功能涉及調(diào)節(jié)細(xì)胞和機(jī)體內(nèi)Zn的水平和分布等，由于具有合適的空間和配位基團(tuán)，能夠與Cu、Cd等多種重金屬離子結(jié)合，保護(hù)細(xì)胞免受有毒金屬和氧化應(yīng)激誘導(dǎo)藥物的損傷.Silva等人，通過提高CdSe量子點(diǎn)制備時(shí)Se的含量，降低CdSe表面Cd的百分含量，使孵育后的細(xì)胞內(nèi)因Cd離子產(chǎn)生的MT蛋白的mRNA的上升減少，降低了QDs的細(xì)胞毒性[28].對MT含量變化的檢測，能比較有力的證明Cd離子是否是鎘系量子點(diǎn)引發(fā)細(xì)胞毒性的重要原因(圖3)[13].

3.3 細(xì)胞內(nèi)自由鎘離子探針法

細(xì)胞內(nèi)自由Cd離子濃度可以用探針測定(Measure-it kits，Molecular Probe，Invitrogen).若細(xì)胞內(nèi)自由Cd離子濃度顯著升高，則可判定QDs在細(xì)胞內(nèi)一定發(fā)生了Cd離子的解離.此外，根據(jù)熒光強(qiáng)度，還能實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)Cd離子濃度的定量分析.將孵育的細(xì)胞消化酶解，還能利用探針法測算細(xì)胞內(nèi)總Cd離子濃度[14].

3.4 儀器法

原子吸收[18，29]、ICP-MS[30]通過測定細(xì)胞內(nèi)Cd原子的變化量，能夠精確的定量細(xì)胞內(nèi)的總Cd含量.是探討Cd離子是否是QDs產(chǎn)生細(xì)胞毒性的主要原因的重要方法.此外這些方法還可與色譜如μHPLC (微高效液相色譜)、SEC(體積排阻色譜)等方法聯(lián)用，測定 Cd在細(xì)胞內(nèi)與蛋白尤其是金屬硫蛋白(MTs)結(jié)合的程度[18].

圖3 鎘系量子點(diǎn)釋鎘離子影響MT蛋白的表達(dá)[13]Fig.3 Releasing of cadium ions from cadmium containing quantum dots affects MT protein's expression[13]

4 總結(jié)與展望

目前關(guān)于鎘系量子點(diǎn)毒性機(jī)制集中在Cd釋放和ROS兩大機(jī)制的辨析上.因量子點(diǎn)組成元素的多樣性、合成方法的不同和功能化基團(tuán)的差異，鎘系量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性究竟主要通過哪一種途徑產(chǎn)生細(xì)胞毒性與量子點(diǎn)本身的組成、表面結(jié)構(gòu)等性質(zhì)相關(guān).在實(shí)驗(yàn)中，可以采用Cd離子對照法，保護(hù)基隔離法、離子探針和儀器分析等方法來判斷Cd釋放是否是鎘系量子點(diǎn)產(chǎn)生細(xì)胞毒性的主要因素.在判斷過程中，金屬硫蛋白表達(dá)和含量的變化是Cd離子相關(guān)的重要指標(biāo).

為了使量子點(diǎn)更好地應(yīng)用于生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，我們還需要對Cd離子是否是其細(xì)胞毒性產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入的探討.還有待深入研究的課題包括:那些在短時(shí)間內(nèi)處于安全水平或沒有觀測到Cd離子釋放的鎘系量子點(diǎn)，是否會在長期暴露的條件下在生物體內(nèi)Cd離子的富集而產(chǎn)生較高的毒性；由于Cd離子機(jī)制和ROS機(jī)制在下游存在很多重合，對Cd離子細(xì)胞毒性產(chǎn)生的特征性機(jī)制還有待深入研究；開發(fā)能進(jìn)一步降低量子點(diǎn)細(xì)胞毒性且具有優(yōu)異光學(xué)特性的量子點(diǎn)也是該領(lǐng)域的重要課題.

[1]BRADBURNE C E，DELEHANTY J B，GEMMILL K B，et al.Cytotoxicity ofquantum dotsused for in vitro cellular labeling:role of qd surface ligand，deliverymodality，cell type，and direct comparison to organic fluorophores[J].Acc Chem Res，2013，24:1570-1583.

[2]TOSIK M，DAIQ，ALMAN B A.Discrepancy between cell culture and animal studies[J].Acc Chem Res，2013，46:662-671.

[3]CUYPERSA，PLUSQUIN M，REMANST，etal.Cadmium stress:an oxidative challenge[J].Biometals，2010，23:927-940.

[4]GOBE G，CRANE D.Mitochondria，reactive oxygen species and cadmium toxicity in the kidney[J].Toxicol Lett，2010，198:49-55.

[5]SU C，SUN Y C.Chemically differentiating ascorbate-mediated dissolution of quantum dots in cell culturemedia[J].Nanoscale，2013，5: 2073-2079.

[6]CHENN，HEY，SUY，etal.The cytotoxicity of cadmium-based quantum dots[J].Biomaterials，2012，33:1238-1244.

[7]CHOS J，MAYSINGER D，JAIN M，et al.Long term exposure to cdte quantum dots causes functional impairments in live cells[J].Lang-muir，2007，23:1974-1980.

[8]LOVERIC J，BAZZIH S，CUIEY，etal.Differences in subcellular distribution and toxicity of green and red emitting CdTe quantum dots[J]. MolMed，2005，83(5):377-385.

[9]DORTA D J，LEITE S，DEMARCO K C，et al.A proposed sequence of events for cadmium-induced mitochondrial impairment[J].J Inorg Biochem，2003，97:251-258.

[10]LOVRIC J，CHO SJ，WINNIK FM，，etal.Unmodified cadmium telluride quantum dots induce reactive oxygen species formation leading to multip le organelle damage and cell death[J]Chem Biol，2005，12: 1227-1234.

[11]尹芳蕊，高愈希，陳春英，等.量子點(diǎn)的毒理學(xué)研究進(jìn)展[J].環(huán)境化學(xué).2011，30:585-590.

[12]BALAZP，SAYAGUESM J，BALAZM，et al.CdSe＠ZnSnanocomposites prepared by a mechanochemical route:no release of Cd2+ions and negligible in vitro cytotoxicity[J].MaterResBull，2014，49:302 -309.

[13]LIU Y，WANGP，WANGY，etal.The influence on cell cycle and cell division by various cadmium-containing quantum dots[J].Small，2013，9:2440-2451.

[14]SOENEN SJ，MONTENEGRO JM，ABDELMONEM AM，et al.The effect of nanoparticle degradation on poly(methacrylic acid)-coated duantum dot toxicity:the importance of particle functionality assessment in toxicology[J].Acta Biomater，2014，10:732-741.

[15]SOENEN SJ，Sofie A，MANSHIAN BB，etal.The effectof intracellular degradation on cytotoxicity and cell labeling efficacy of inorganic ligand-stabilized colloidal CdSe/CdSquantum dots[J].Biomed-Nanotechnol，2015，11:631-643.

[16]STEFAAN J S，JOSé-MARIA M，ABUELMAGD M A，et al.The effect of nanoparticle degradation on poly(methacrylic acid)-coated quantum dot toxicity:the importance of particle functionality assessment in toxicology[J].Acta Biomater，2014，10:732-741.

[17]HOSHINO A，F(xiàn)UJIOKA K，OKU T，et al.Physicochemical properties and cellular toxicity of nano crystalquantum dots depend on their surfacemodification[J].Nano Lett，2004，4:2163-2169.

[18]LAZOU B，PASSAGNE I，MOUNICOU S，et al.Comparative cytotoxicity of cadmium forms(CdCl2，CdO，CdSmicro-and nanoparticles) in renal cells[J].Toxicol Res，2014，3:32-38.

[19]HSIEH M S，SHIAO N H，CHAN W H.Cytotoxic effects of CdSe quantum dots on maturation of mouse oocytes，fertilization，and fetal development[J].Int JMol Sci，2009，10:2122-2135.

[20]李曉明，陳楠，蘇媛媛，等.鎘系量子點(diǎn)細(xì)胞毒性的研究進(jìn)展[J].科學(xué)通報(bào)，2013，58:1393-1402.

[21]NAGY A，HOLLINGSWORTH J A，HU B，et al.Functionalizationdependent induction of cellular survival pathways by CdSequantum dots in primary normal human bronchial epithelial cells[J].ACS Nano，2013，7:8397-8411.

[22]KATHY CNGUYEN，WILLIAM GWILLMORE，AZAM F TAYABALI.Cadmium telluride quantum dots cause oxidative stress leading to extrinsic and intrinsic apoptosis in hepatocellular carcinoma HepG2 cells[J].Toxicology，2013，306:114-123.

[23]LUO Y H，WU SBWEIY H，etal.Cadmium-based quantum dot induced autophagy formation for cell survival via oxidative stress[J]. Chem Res Toxicol，2013，26:662-673.

[24]ZHANQL，TANGM.Research advanceson apoptosis caused by quantum dots[J].Biol Trace Elem Res，2014，161:3-12.

[25]BRUNEAU A，F(xiàn)ORTIER M，GAGNE F，et al.In vitro immunotoxicoogy of quantum dots and comparison with dissolved cadmium and tellurium[J].Environ Toxicol，2015，30(1):9-25.

[26]PISANELLO F，MARTIRADONNA L，SILEO L，et al.Highly luminescent，flexible and biocompatible cadmium-based nanocomposites [J].Microelectron Eng，2013，111:299-303.

[27]GONG X H，TANG Y C，PAN L，et al.In vitro degradation of porous poly(lactic acid)/quantum dots scaffolds[J].Composites:Part B，2013，55:234-239.

[28]SILVA A C A，SILVA M JB，LUZ F A C，et al.Controlling the cytotoxicity of CdSemagic-sized quantum dots as a function of surface defect density[J].Nano Lett，2014，14:5452-5457.

[29]LIK G，CHEN JT，BAISS，et al.Intracellular oxidative stress and cadmium ions release induce cytotoxicity of unmodified cadmium sulfide quantum dots[J].Toxicol In Vitro，2014，23:1007-1013.

[30]PENG L，HE M，CHEN B B，et al.Cellular uptake，elimination and toxicity of CdSe/ZnS quantum dots inHepG2 cells[J].Biomaterials，2013，34:9545-9558.

(責(zé)任編輯:李建忠，付強(qiáng)，張陽，羅敏；英文編輯:周序林，鄭玉才)

Cytotoxicity of cadm ium-containing quantum dots
——debate on releasing cadm ium ions to induce cytotoxicity

LIU Jia-Hui，SU M in，SUN Ke-Xin，DONG Yi-yang

(School of Life Science and Technology，Beijing University of Chemical Technology，Beijing Key Laboratory of Bioprocess，Beijing 100029，P.R.C.)

Quantum dot is a new kind of nanomaterialwith excellentfluorescence properties，which has been widely used in biomedical fields，and its biological safety has attracted widespread attention.This review describes themechanism of cytotoxicity of cadmium-containing quantum dots，and focuses on the results and methods for researching whether the release of cadm ium ions plays a key role to the cytotoxicity of cadmium-containing quantum dots.

quantum dot；cytotoxicity；cadm ium

R318.08；R99

A

2095-4271(2015)03-0310-06

10.11920/xnmdzk.2015.03.009

2015-03-15

劉佳蕙(1985-)，女，漢族，黑龍江海林市人，副教授，博士，主要從事納米材料安全性及生物應(yīng)用研究；E-mail:jhliu＠m(xù)ail.buct.edu.cn.

董益陽(1967-)，男，漢族，安徽霍山縣人，教授，博士，主要從事生命科學(xué)前沿相關(guān)技術(shù)與先進(jìn)材料研究；E-mail: yydong＠m(xù)ail.buct.edu.cn.

國家自然科學(xué)基青年基金(21301015)和中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(YS1407)