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烹饪食物产生的烟气和炉灶中生物质和化石燃料燃烧烟雾是餐饮油烟的主要来源。当采用简陋、性能不良的炉具以生物质和化石燃料为能源进行烹饪活动时,无法充分燃烧的燃料就会释放出成分复杂的烟雾,烟雾颗粒物表面会附着金属、挥发性有机化合物、多环芳烃(PAHs)、苯、醌和羰基化合物等。研究证实生物质和化石燃料燃烧所释放的颗粒物,其中总炭和多环芳烃类物质含量都占据很大比重。目前关于餐饮源污染中生物质和化石燃料燃烧烟雾相关的毒性效应及机制的研究较少,因此,本文旨在研究烹饪中生物质和化石燃料燃烧烟雾颗粒物代表性组分间的联合作用,阐明组分间的联合作用的模式与机制,对于揭示餐饮源烟气污染物的毒性作用特征,比较不同颗粒物的毒性差异和开展烹饪过程中采用生物质和化石燃料燃烧烟雾的健康危害评估具有重要的理论意义和应用价值。本文选用炭黑(CB,Carbon Black)N339,与多环芳烃的代表苯并芘(B[a]P,Benzo[a]pyrene)作为餐饮源污染中生物质和化石燃料燃烧烟雾的模拟材料,研究了CB-B[a]P颗粒物的表征和对NR8383肺泡巨噬细胞的毒性效应和机制,具体如下:(1)按照CB与B[a]P质量1:1构建CB-B[a]P颗粒物,通过动态光散射DLS(Dynamic Light Scattering)研究其水合粒径、电位,并采用多点BET检测CB-B[a]P颗粒物的比表面积为27.197 m2/g,同时借助扫描电镜和透射电镜对其进行形貌研究。(2)MTT法研究了CB、B[a]P以及CB-B[a]P颗粒物对NR8383肺泡巨噬细胞活力影响,确定选取CB(40μg/m L)、B[a]P(40μg/m L)以及CB-B[a]P颗粒物(40μg/m L)作为后续实验剂量,采用Annexin V-FITC/PI测定细胞凋亡率,JC-1检测细胞内线粒体膜电位的变化,DAPI染色对凋亡细胞进行形态学观察,以及DCFH-DA探针检测细胞内活性氧的生成。研究发现CB-B[a]P颗粒物(40μg/m L)组比单独CB(40μg/m L)和B[a]P(40μg/m L)组,产生了更强的毒性作用即具有更高的凋亡率,同时线粒体膜电位发生失衡,CB-B[a]P颗粒物组细胞ROS产生量最多,这也是CB-B[a]P颗粒物造成NR8383细胞凋亡的原因之一。(3)进一步研究CB-B[a]P颗粒物对NR8383细胞毒性作用和机制,采用透射电镜对CB-B[a]P颗粒物在细胞内的分布进行了观察,研究发现CB-B[a]P颗粒物能够破坏细胞内部亚结构,并同时观测到CB-B[a]P颗粒物组存在大量自噬体结构,通过对LC3和p62等自噬蛋白进行Western blot检测,发现CB-B[a]P颗粒物组自噬过程可能受到阻碍。(4)从蛋白水平上初步探究凋亡与自噬的关系,我们采用氯喹(CQ)和雷帕霉素(RAPA)对暴露于CB-B[a]P颗粒物组的NR8383细胞进行了处理,Western blot结果表明CQ对凋亡现象无显著改变,而RAPA能上调LC3的表达并缓解由CB-B[a]P颗粒物所引起的凋亡。综上所述,CB-B[a]P颗粒物暴露使NR8383肺泡巨噬细胞内部亚结构受损,使自噬体累积,加上细胞内ROS的释放进一步导致线粒体通透性改变释放Cytc到胞浆,最终启动细胞凋亡。我们的结果有助于深入理解采用生物质和化石燃料烹饪家庭室内空气污染物颗粒的毒性作用机制并为其对人类健康的影响提供了新的理解和实验依据。