苯甲酸鈉又稱安息香酸鈉,是廣泛應(yīng)用于食品及碳酸飲料產(chǎn)業(yè)中的防腐劑。多年來世界上大多數(shù)國家一直允許用SB作為食品防腐劑,*大允許量在0.15~0.25wt%之間,在美國,SB的*大允許量為0.1wt%。
隨著食品工業(yè)的發(fā)展,食品中使用防腐劑的現(xiàn)象十分普遍。過去曾認(rèn)為SB對人體無毒,但*近的研究表明,其可造成人體組織器官或機(jī)能的損害,具有遺傳毒性,使染色體分裂出現(xiàn)異常,使染色體發(fā)生結(jié)構(gòu)畸變以致斷裂[并且會產(chǎn)生肝硬化、肌肉損傷甚至致癌,Tsay等發(fā)現(xiàn)SB能使斑馬幼蟲發(fā)生畸變。長期飲用含有SB的碳酸飲料易使兒童產(chǎn)生多動癥。因此,胡明鉛等:應(yīng)用原子力顯微鏡分析苯甲酸鈉生物毒性1429Journals.im.ac.cnSB的生物安全性和對人體的危害程度必然要引起我們的重視。
AFM原子力顯微鏡是1986年由G.Binning,C.F.Quate和C.Gerber等發(fā)明的。自發(fā)明以來它就被廣泛應(yīng)用于對單細(xì)胞、細(xì)胞骨架、DNA、蛋白質(zhì)等生物樣品及其相互作用力的研究。目前在單細(xì)胞水平上研究SB致淋巴細(xì)胞形態(tài)及其膜超微結(jié)構(gòu)損傷的影響尚未見報(bào)道。
本研究利用原子力顯微鏡在單細(xì)胞水平提供有關(guān)SB毒性的可視化證據(jù),并探討其損傷機(jī)制。經(jīng)AFM原子力顯微鏡掃描成像,獲得了正常淋巴細(xì)胞、與不同濃度SB作用不同時(shí)間后的淋巴細(xì)胞的拓?fù)湫蚊矆D和誤差信號圖,并分別對其表面超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了掃描分析,觀察細(xì)胞數(shù)超過30個(gè)。
檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn),上述3種淋巴細(xì)胞均呈不同程度的形態(tài)結(jié)構(gòu)改變。正常淋巴細(xì)胞呈較為規(guī)則的圓形,中間隆起,細(xì)胞表面總體較為平滑,高度在1.8~2.5μm之間,直徑約為8~10μm。而與不同濃度SB作用后的淋巴細(xì)胞體積明顯發(fā)生變化。高度減少,細(xì)胞表面形態(tài)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,中間部位出現(xiàn)明顯破裂并且凹陷,呈“Y”型結(jié)構(gòu),邊緣能觀察到有細(xì)微損傷分布并且隨著SB濃度的增加,細(xì)胞形態(tài)進(jìn)一步發(fā)生改變,呈中間凹陷狀,細(xì)胞邊緣向四周扁平鋪展。細(xì)胞表面球狀顆粒進(jìn)一步增多,表面粗糙度增大,細(xì)胞高度明顯減少,直徑增加。對其局部小范圍進(jìn)行觀察,原子力顯微鏡能清楚地觀察到細(xì)胞膜密集的顆粒狀突起物以及大量的孔洞,其中凹凸不平的細(xì)胞表面分布著大量小顆粒。
選取不同細(xì)胞膜超微結(jié)構(gòu)圖的整個(gè)區(qū)域(5μm×5μm)進(jìn)行測量,與SB作用后淋巴細(xì)胞的四個(gè)參數(shù)值均明顯與正常淋巴細(xì)胞不同;對淋巴細(xì)胞膜形成的大小不一的顆粒進(jìn)行統(tǒng)計(jì),經(jīng)SB作用后的淋巴細(xì)胞膜形成的顆粒逐漸增大。同時(shí),隨著與SB作用時(shí)間的延長,淋巴細(xì)胞出現(xiàn)的變化與上述情況類似,即作用時(shí)間越長,細(xì)胞損傷越嚴(yán)重,淋巴細(xì)胞的表面粗糙度也逐漸增加。3討論AFM原子力顯微鏡是樣品表面信息的收集工具,較易獲得細(xì)胞的形貌、超微結(jié)構(gòu)及其生化反應(yīng)后細(xì)胞形態(tài)變化等信息,是研究細(xì)胞損傷的有力工具。淋巴細(xì)胞是機(jī)體免疫應(yīng)答功能的重要細(xì)胞成分,其形態(tài)結(jié)構(gòu)與其功能息息相關(guān)。
因此利用原子力顯微鏡研究淋巴細(xì)胞與外界環(huán)境相互作用前后細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)及其細(xì)胞膜的變化,對了解淋巴細(xì)胞的生理功能具有十分重要的意義。