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本课题以粒度1-100nm的纳米氧化锌为试验材料,用昆明种小鼠作为试验动物分别进行急性毒性试验、蓄积毒性试验和亚慢性毒性试验以评价纳米氧化锌的毒性。
急性毒性试验采用改良寇氏法,根据预试验的结果,确定正式试验阶段纳米氧化锌0.16%琼脂悬浊液浓度。取18-22 g体重的昆明小鼠50只随机分为5组,每组10只,雌雄各半,分笼饲养,灌注浓度分别为5010.98、6308.83、7942.81、10000、12590mg纳米氧化锌/kg bw。观察21d,根据各组小鼠的死亡率,以确定纳米氧化锌的半致死量(Median lethal does,LD50)及小鼠急性中毒的病理变化。
根据急性毒性试验得到的LD50,蓄积试验采用1/5LD50固定剂量染毒法。20只健康小鼠(22.99±0.86 g),随机分为2组,每组10只,雌雄各半,分笼饲养。第1组为对照组,每鼠每日按每0.2ml/10 g bw灌注0.16%琼脂;第2组每鼠每日按相同剂量灌服浓度为1/5LD50纳米氧化锌0.16%琼脂悬浊液,根据小鼠的死亡情况确定蓄积系数。
在急性毒性试验及蓄积试验的基础上进行亚慢性试验,144只小鼠(公母各半)分成4组,每组6个重复(其中3个重复为公鼠,3个重复为母鼠)每个重复6只鼠。从第1至3组分别在基础日粮中分别添加纳米氧化锌3000、1500、750 mg/kg(每鼠每日摄入纳米氧化锌分别相同于1/5、1/10、1/20 LD50),第4组为对照组饲喂基础日粮,进行60日饲养试验,以探讨不同纳米氧化锌水平对生产性能、内脏中纳米氧化锌的沉积及血液生化指标的影响、不同内脏器官指数的影响。
试验结果表明:
1.致死剂量的纳米氧化锌毒性导致小鼠死亡主要集中在灌注后48小时内,一次灌注损伤在灌注后第5天可得到恢复,纳米氧化锌LD50(小鼠)为8912.24mg/kg,其95%可信限为7760.3~10235.18mg/kg。急性中毒死亡的小鼠表现为内脏严重损伤;
2.纳米氧化锌成年昆明种小鼠体内的蓄积系数K>5,属轻度蓄积;
3.纳米氧化锌的3000、1500、750 mg/kg各添加量均表现出生长抑制作用,3000mg/kg纳米氧化锌添加量致小鼠累计死亡率达50%,心脏指数达到5.66,显著高于对照组(P<0.05)。在试验Ⅱ期,3000mg/kg纳米氧化锌添加组小鼠处理1组小鼠的肝脏重显著低于对照组(P<0.05),肾脏指数显著高于试验2组(P<0.05)。纳米氧化锌的不同添加水平可显著影响血浆中抑制羟自由基能力(P=0.0278、P=0.0559),及第Ⅱ期的超氧化物歧化酶的活性(P=0.0463),对其他各生化指标无显著影响(P>0.05)。试验Ⅰ期,处理3组的抑制羟自由基能力显著高于第4组。试验Ⅱ期,处理3组的抑制羟自由基能力则显著高于其他3组(P<0.05),SOD活性显著高于第1组(P<0.05)。