工业微硅粉对肺表面活性物质单层膜表面化学性质的影响

【作者】 田森林； 金月茗； 赵群； 王琴；

【机构】 昆明理工大学环境科学与工程学院；

【摘要】 大气颗粒物可以通过呼吸道吸入、随食物和饮水摄入、体表接触侵入三个途径进入人体,其中呼吸摄入是VOCs人体暴露的主要途径^[1]。肺是受颗粒物直接危害的主要器官。肺泡是气体交换场所,肺泡液膜是颗粒物进入肺泡后的第一道屏障,颗粒物进入肺泡内,首先会与含肺表面活性物质（Pulmonary surfactant,PS）的肺泡液膜直接接触。PS是由肺泡Ⅱ型细胞合成和分泌的一种脂蛋白复合物,其代表性活性组分是二棕榈酸磷脂酰胆碱（Dipalmitoyl Phosphatidyl Choline,DPPC）,具有降低肺泡表面张力,增加肺顺应性,维持肺泡容量稳定等重要生理功能^[2]。PS的表面化学性质是其生理功能的主要物理化学基础。进入肺泡的颗粒物可能改变PS表面化学性质,从而损伤肺呼吸功能。为探明含二氧化硅颗粒物对肺呼吸功能的直接影响是否与PS表面化学性质变化有关,利用Langmuir-Blodgett膜分析技术探讨了工业微硅粉对DPPC表面化学性质的影响。研究发现,DPPC单分子层会根据表面压力的变化构成不同的相,具体可通过表面压力-面积（π-A）等温线反映（图1）。微硅粉能削弱DPPC降低表面张力的能力（图2所）。在DPPC分子面积为20?时,微硅粉的加入使其对应的表面张力从0 mN/m升至10 mN/m,随着微硅粉停留时间的延长,DPPC降低表面张力的能力逐渐减弱,当停留时间达到10小时,该分子面积（20?）下的表面张力能达到45m N/m。延长停留时间还导致DPPC单分子层膜在分子面积达到35?时出现明显的崩溃压（不加微硅粉时没有出现崩溃压）,表明微硅粉的加入可能导致DPPC在气液界面上浓度的改变。此外,微硅粉的加入还能对DPPC单分子层膜的liquid phase产生影响,随着微硅粉停留时间的增加,当达到5小时以上,DPPC单分子层膜的liquid phase明显向分子面积增大的方向移动,且持续时间长。更多还原