荧光增白剂和的物理化学性质及细胞毒性

荧光增白剂(fluorescent brightener)能够吸收近紫外区域的光,并且发出蓝光的有机化合物,具有良好的染色功能[1]。作为一种特殊的染料,其通过光补偿的原理对发黄的织物进行增白,使织物在光照下产生的蓝光和黄色进行叠加,通过白度的明显增加,使物品显得更加洁白和亮丽。近年来,广泛应用于造纸、洗涤剂和涂料等多个领域[2]。随着人民环保意识的提高,人民群众越来越青睐浅色的衣物和纺织品,而荧光增白剂作为一种绿色环保的荧光染料,已经成为浅色织物保持亮丽和鲜艳不可或缺的一部分。荧光增白剂的广泛应用,使人们在工作和生活中与其接触的概率也明显增加;同时生产企业工作场所的内部和外部空气中也包含有大量悬浮的荧光增白剂粉尘,印染或者洗涤织物后,含有荧光增白剂的废水会进入环境中,这些有可能对人类的身体健康带来影响,因此荧光增白剂的生物安全性受到了人们越来越多的关注[3,4]。

作为“二苯乙烯基联苯类”和“双三嗪氨基二苯乙烯类”荧光增白剂的代表物,荧光增白剂CBS(染料索引编号:)和荧光增白剂CXT(染料索引编号:)及其不同剂型的衍生物,是目前在洗涤剂和印染领域应用最为广泛的两个品种。CBS和CXT具备良好的低温溶解性、物理化学性质稳定、增白效果均一、耐漂白等优异性能。近年来,随着合成洗涤剂,尤其是液体洗涤剂的飞快发展,对CBS和CXT的需求量越来越多,这也使人们对其生物安全性有了更多的担忧[5]。荧光增白剂的生物安全性评价应该综合考虑各个方面,包括其进入生物体后与蛋白质、DNA、组织、生物体液等体内组织的相互作用。虽然已有相关文献进行了报道[6-8],但是以前实验都是把动物作为实验研究对象,而在细胞层次的研究很少有报道。商品化的荧光增白剂中除了荧光增白剂成分以外,还有一些反应的副产物,有机溶剂和无机盐等,但是产品的主体成分的色谱纯度都在90%以上[9-11]。本文选用荧光增白剂CBS和CXT分别作为不同化学结构荧光增白剂的代表,使用人支气管上皮细胞16HBE和人正常皮肤角质细胞HaCaT分别作为研究对象,研究荧光增白剂对呼吸道细胞和皮肤细胞的生物安全性影响。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

荧光增白剂CBS和CXT(山西青山化工有限公司),纯度:CBS和CXT均大于95%;溶解荧光增白剂的超纯水(Milli-Q净水系统);细胞培养基RPMI-1640、DMEM、胎牛血清(FBS)和青霉素-链霉素(上海Gibco有限公司);细胞培养板(Corning中国有限公司);细胞活力检测试剂MTT(日本同仁化学研究所);DCFH-DA和凋亡检测试剂盒(上海前尘生物科技有限公司);其余化学试剂均购自北京化学试剂有限公司。

1.2 实验仪器

高效液相色谱仪(美国安捷伦1260),细胞培养箱(Thermo公司Forma Series II),流式细胞仪C6(美国BD公司),红外线染色机(美国SDL ATLAS公司ECO),Zetasizer Nano S90(英国马尔文仪器有限公司),酶标仪(Tecan公司TECAN Infinite M200),分光测色仪(美国HunterLab公司UltraScan PRO),扫描电子显微镜(日立S-4800),岛津高效液相色谱仪SPD-10AVP,荧光倒置显微镜(奥林巴斯IX71),全自动卡尔费休水分仪(瑞士C30)。

1.3 物理化学性质表征分析

配备10 μg/ml的CBS和CXT溶液,然后装在专用的比色皿中用以检测粒径分布和Zeta电势,分别将CBS和CXT固体粉末涂抹在专用胶带上,使用倒置显微镜对其表面形貌进行分析,同时将CBS和CXT的水溶液滴在专用胶带上,待其晾干后,使用倒置显微镜再次观察材料析出后的表面形貌。使用C18反相柱,以甲醇和水为流动相,分析CBS和CXT的色谱纯度。使用红外染色法对两种荧光增白剂对棉布的增白强度进行分析。水不溶物按照目视判定法进行判定,使用紫外分光光度计对消光系数进行检测,荧光增白剂所含水分使用全自动水分仪进行检测。使用红外线试色机对棉布进行染色,利用白度测定仪对荧光增白剂的增白效果进行测定。

1.4 细胞毒性检测

分别称量不同质量的荧光增白剂CBS和CXT,然后搅拌溶解在超纯水中,配置成不同浓度的液体(0,10,25,50,100,200,400,600,800,1 000 μg/ml)待用。人支气管上皮细胞16HBE和人正常皮肤角质细胞HaCaT分别使用RPMI-1640和DMEM完全培养基培养,培养基中含有10%的血清和1%的青霉素-链霉素。所有细胞的培养都维持在37 ℃、含有5%CO2的湿润条件中。16HBE细胞和HaCaT细胞首先在培养皿中进行培养,当培养至第5天时,在96孔板中,每孔接种约8 000个细胞。培养24 h后,将不同浓度的CBS和CXT溶液(0,10,25,50,100,200,400,600,800,1 000 μg/ml)加入到96孔板中与细胞进行孵育,孵育24 h后,将上清液吸出,使用磷酸盐缓冲液(PBS,pH=7.4)清洗3遍,然后加入MTT(methyl thiazolyl tetrazolium)试剂,细胞培养箱内继续培养30 min-2 h,然后加入二甲基亚砜(DMSO)溶解细胞内生成的结晶紫,使用酶标仪检测细胞液在490 nm处的吸光度。

文章来源：《中国药理学与毒理学杂志》 网址: http://www.zgylxydlxzz.cn/qikandaodu/2021/0303/524.html