Titanium(IV) oxide (Titanium dioxide)   中文名称: 二氧化钛

Titanium(IV) oxide is a photocatalyst and inorganic compound that does not have specific biological receptors as its primary targets. Its mechanism of action as a photocatalyst involves the generation of reactive oxygen species upon UV light irradiation, which can degrade organic pollutants and kill microorganisms. As a sunscreen ingredient, it provides UV protection by absorbing and scattering UV radiation. Its primary applications are as a photocatalyst, pigment, UV filter, and catalyst support rather than as a therapeutic agent.

在体外，二氧化钛(IV)可用作生化试剂和光催化剂，应用于多种研究领域。它既可用作光催化剂降解有机污染物，也可用作催化剂载体。该化合物的光催化活性可通过测量模型化合物在紫外光照射下的降解情况来评估。细胞实验可用于评估其作为光催化剂时的细胞毒性或对细胞的影响。该化合物良好的生物相容性使其适用于多种生物医学和材料研究应用。

在体内，二氧化钛被用作食品添加剂、防晒成分以及各种消费品。作为防晒剂，它通过吸收和散射紫外线辐射来提供紫外线防护。该化合物通常被认为可安全用于食品和化妆品。它还可用作环境应用中的光催化剂。其具体的治疗用途有限，该化合物不用作治疗药物。

体外二氧化钛活性测定通常评估其光催化活性。标准方案是将化合物分散在含有模型污染物（例如亚甲基蓝、苯酚）的水溶液中。用紫外光照射悬浮液，并通过紫外-可见光谱或高效液相色谱法监测污染物的降解情况。通过测量污染物降解速率来评估化合物的光催化效率。细胞毒性测定包括用不同浓度的化合物培养细胞系，并使用 MTT 或类似方法评估细胞活力。

钛(IV)氧化物的细胞毒性试验通常评估其细胞毒性或紫外线照射下对细胞的影响。标准方案包括在37°C、5% CO₂的培养基中培养哺乳动物细胞系。细胞用不同浓度的该化合物处理24-72小时。使用MTT或类似方法评估细胞活力。对于光毒性研究，细胞处理后用紫外线照射。使用荧光探针测量活性氧的产生。IC₅₀值由剂量反应曲线计算得出。

通常会进行二氧化钛(IV)的体内动物试验，以评估其作为食品添加剂或化妆品成分的安全性。一种常见的试验方案是将化合物通过灌胃或皮肤涂抹的方式给予啮齿动物。试验期间会监测动物的体重、临床症状和器官组织病理学变化。这些研究证实了该化合物不被全身吸收且毒性较低。因此，该化合物通常被认为可安全用于食品和化妆品中。

吸收、分布和排泄
雄性和雌性大鼠饲喂含二氧化钛（100 g/kg）的饲料约32天后，仅在肌肉中观察到明显的钛滞留，分别为0.06和0.11 mg/kg湿重；在肝脏、脾脏、肾脏、骨骼、血浆或红细胞中均未观察到滞留。将大鼠肺部暴露于浓度为10和50 mg/m³的二氧化钛7小时后，测定了长达140天的二氧化钛清除动力学。第一清除阶段的滞留半衰期为14天，随后为88天。静脉注射250 mg/kg体重的二氧化钛6小时后，在肝脏中观察到最高浓度；24小时后，在过滤肝脏淋巴液的腹膜淋巴结中检测到最高浓度。本研究考察了大鼠吸入浓度为15或100 mg/m³的二氧化钛后，肺部二氧化钛的清除情况。二氧化钛颗粒的空气动力学中值直径为1.48 μm。单次暴露后，约40-45%的沉积颗粒在25天内从肺部清除。在15 mg/m³的浓度下，肺门淋巴结中检测到0.7%的二氧化钛，表明二氧化钛颗粒从肺泡渗入淋巴系统，并部分通过淋巴途径清除。气管内给药后二氧化钛的清除率与吸入浓度下的清除率相似。在100 mg/m³的浓度下，清除率显著降低。其他研究人员也证实了三名参与二氧化钛颜料加工的工人的淋巴系统中存在二氧化钛。二氧化钛粉尘在大鼠肺部的沉积情况与其他颗粒物相似。在肺部淋巴细胞和区域淋巴结中发现了二氧化钛，表明其通过此途径的清除速度较慢。长期暴露于高浓度二氧化钛会导致肺部负荷过重，从而显著降低甚至停止清除。研究表明，少量二氧化钛可能从肺部进入体循环。本文报道了一例53岁男性尘肺病例，该患者因职业暴露于高浓度二氧化钛约13年而患病。患者死于肺癌，这可能与其34包年吸烟史有关，而非二氧化钛暴露。尸检显示，在二氧化钛暴露约9-10年后，肺部出现弥漫性颗粒物沉积；这些颗粒物通常存在于间质和肺泡巨噬细胞中。对右肺上叶和右肺门淋巴结的肺组织进行检查，发现高钛晶体沉积物，尺寸为0.2-0.3 μm × 0.7 μm。在大鼠中，静脉注射250 mg/kg体重的二氧化钛6小时后，肝脏中二氧化钛浓度最高；过滤肝淋巴液24小时后，腹膜淋巴结中检测到最高浓度。研究人员对三名接触二氧化钛颜料加工9年的工厂工人的肺组织样本进行了研究；他们发现肺间质中存在沉积物，并伴有细胞损伤和轻度纤维化。淋巴结中颗粒的观察证实，二氧化钛可以通过淋巴系统清除。有关二氧化钛（13种类型）的吸收、分布和排泄的更完整数据，请访问HSDB记录页面。代谢物/代谢物：大鼠腹腔注射1.60 g/100 g体重的二氧化钛生理盐水。对器官（肝脏、脾脏、肺）进行组织学评估。采用硝基蓝四唑试验和数字图像分析法定量评估了支气管肺泡灌洗液（BAL）中肺泡巨噬细胞的活性氧（ROS）。器官组织学分析显示，这些器官的实质中存在钛，但未发现相关的组织损伤。尽管二氧化钛（TiO₂）显著增加了肺泡巨噬细胞中ROS的产生，但并未引起组织改变。这一结果可能归因于一种适应性反应。

---

生物半衰期
在浓度为 10 和 50 mg/m³ 的条件下，大鼠肺部暴露 7 小时后，测定了 TiO₂ 的清除动力学，观察期长达 140 天。第一清除阶段的滞留半衰期为 14 天，随后为 88 天。
在浓度为 10 和 50 mg/m³ 的条件下，大鼠肺部暴露 7 小时后，测定了 TiO₂ 的清除动力学，观察期长达 140 天。第一清除阶段的滞留半衰期为 14 天，随后为 88 天。

---

二氧化钛的药代动力学数据表明，其全身吸收率很低。该化合物的分子量为 79.87 g/mol，分子式为 O₂Ti。它在室温下为固体，熔点为 1855°C。作为一种不溶性无机化合物，它不被胃肠道吸收，而是以原形经粪便排出体外。用于防晒霜时，它会残留在皮肤表面。具体的ADME（吸收、分布、代谢和排泄）数据可从已发表的文献中获取。

蛋白质结合
研究人员测定了六名成年男性（24-66岁）口服二氧化钛胶囊和/或粉末后血液中二氧化钛（锐钛矿）的浓度。二氧化钛在胃肠道的吸收与颗粒大小有关：较小的颗粒（0.16 μm）比较大的颗粒（0.38 μm）更容易被吸收。实验前，这些男性血液中二氧化钛的背景浓度约为6至18 μg/L。服用23 mg或46 mg二氧化钛后4至12小时，血液浓度分别达到约50 μg/L和100 μg/L。相互作用 据报道，纳米颗粒（NPs）可通过皮肤损伤或毛囊结构渗透人体皮肤。因此，本研究探讨了纳米颗粒与单核细胞来源的树突状细胞（mono-DCs）的相互作用能力。结果表明，二氧化钛/对氨基苯甲酸（TiO₂/PABA）复合纳米颗粒不具有细胞毒性。该纳米颗粒通过巨胞饮作用而非受体介导机制进入树突状细胞（DCs）。共聚焦显微镜观察显示，细胞核内未检测到纳米颗粒。电镜观察证实了这些结果，表明该复合纳米颗粒能够快速接触细胞膜并定位于细胞质囊泡内，且不与网格蛋白包被囊泡共定位。该复合纳米颗粒既不诱导CD86或HLA-DR的过表达，也不诱导细胞因子（IL-8和TNF-α）的分泌，表明其不激活DCs。混合纳米颗粒的内化并未改变树突状细胞 (DC) 对镍、硫柳汞或脂多糖 (LPS) 等致敏剂（用作阳性对照）的反应。此外，混合纳米颗粒也未诱导任何与 DC 活化相关的氧化应激。单层树突状细胞 (DC) 经紫外线 A (UVA) 照射后，经混合纳米颗粒处理的细胞未产生 UVA 诱导的活性氧 (ROS)，且与 UVA 照射的对照细胞相比，细胞活力更高，表明混合 TiO₂/PABA 纳米颗粒对 UVA 诱导的 ROS 具有保护作用。/混合 TiO₂/PABA 纳米颗粒/
通过吸收特定波长范围内的紫外线辐射，减少紫外线穿透表皮。防晒剂的分子结构会影响紫外线辐射的吸收量和波长。 /防晒剂，外用/
某化学实验室实验中意外产生大量含有二氧化钛和氯化氢的白色气体。14名学生和教职工吸入该气体后立即出现恶心、呼吸困难或呼吸道刺激症状。抵达圣路加国际医院后，超过半数患者出现低烧。入院后症状迅速自行消退，但低烧持续至次日早晨。吸入氯化氢无法解释低烧，因此推测是由吸入二氧化钛引起的，表现为金属烟雾热。二氧化钛被认为对人体无明显毒性，临床上被认为是安全的。据我们所知，这是首例因吸入二氧化钛而导致的人类金属烟雾热病例报告。发热程度与吸入二氧化钛的量和浓度之间的关系仍有待确定。雄性长头埃文斯兜帽大鼠经鼻腔途径暴露于浓度为1.5或5.0 mg/m³的氯化镉30分钟。随后，将经镉处理的大鼠暴露于浓度为12至15 mg/m³的二氧化钛粉尘6小时，并测量其肺清除率和淋巴吸收率。由于预先暴露于5 mg氯化镉，初始二氧化钛沉积量减少了40%。总体二氧化钛清除率未发生改变，但暴露于镉的动物淋巴结中的二氧化钛负荷是对照组的2.7倍。暴露于1.5 mg/m³氯化镉对二氧化钛的肺清除率或淋巴吸收率没有影响。当暴露顺序颠倒，先暴露于二氧化钛再暴露于氯化镉时，也得到了相同的结果：二氧化钛的淋巴吸收率增加。作者得出结论，当肺泡巨噬细胞的吞噬活性降低时，淋巴系统对尘埃颗粒的吸收增加。24只雄性和24只雌性叙利亚金仓鼠（6-7周龄）被分为两组，每周接受一次治疗，持续15周。治疗组接受气管内输注3 mg二氧化钛（纯度未说明；粒径：97% <5 μm；51% <0.5 μm）加3 mg苯并[a]芘（溶于0.2 mL生理盐水）或3 mg苯并[a]芘（溶于生理盐水，对照组）。观察动物直至自然死亡；对照组和治疗组的所有仓鼠分别在90-100周和60-70周时死亡。在48只接受二氧化钛和苯并[a]芘治疗的仓鼠中，出现了肿瘤（未注明性别），肿瘤分布于喉部（11例乳头状瘤，5例鳞状细胞癌）、气管（3例乳头状瘤，14例鳞状细胞癌，1例腺癌）和肺部（1例腺瘤，1例腺癌，15例鳞状细胞癌，1例未分化癌）。在仅接受苯并[a]芘治疗的对照组中，气管内出现了2例乳头状瘤。在同一项研究中，氧化铁（3 mg）和苯并[a]芘诱导的肿瘤特征与二氧化钛和苯并[a]芘联合诱导的肿瘤特征相似。

---

非人类毒性值
仓鼠皮肤LD50 ≥ 10,000 mg/kg 体重
大鼠口服LD50 > 10,000 mg/kg 体重

---

二氧化钛(IV)通常被认为可安全用于食品、化妆品和消费品。该化合物被归类为研究用途、食品添加剂和化妆品成分。标准安全预防措施包括在通风良好的区域使用适当的个人防护装备（手套、实验服、护目镜）进行操作。该化合物应储存在干燥、阴凉处，远离不相容的物质。在正常使用剂量下，预计不会产生明显的毒性。

[1]. Augustynski J. Aspects of photo-electrochemical and surface behaviour of titanium (IV) oxide[M]//Solid Materials. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2005: 1-61.
[2]. Elder DP, et al. Pharmaceutical excipients - quality, regulatory and biopharmaceutical considerations. Eur J Pharm Sci. 2016 May 25;87:88-99.

根据加利福尼亚州劳动法，二氧化钛（空气中颗粒物）可能具有致癌性。二氧化钛是一种无味、无臭的白色粉末，pH值为7.5，存在三种晶体形式。（NTP，1992）二氧化钛是一种化学式为TiO₂的钛氧化物。它是一种天然存在的氧化物，来源于钛铁矿、锐钛矿和金红石，具有广泛的用途，包括作为食品着色剂。二氧化钛，也称为四氧化钛或二氧化钛，是钛的天然氧化物。它被用作颜料，名称包括钛白、颜料白6（PW6）或CI 77891。通常从钛铁矿、锐钛矿和金红石中提取。金红石是一种化学式为Ti₄O₂或TiO₂的矿物。相应的国际矿物学协会（IMA）编号为IMA1962 sp。IMA符号为Ant。
布罗基特是一种化学式为Ti₄+O₂或TiO₂的矿物。其IMA符号为Brk。
锐钛矿是一种化学式为Ti₄+O₂或TiO₂的矿物。其IMA符号为Rt。
另见：恩苏利嗪；二氧化钛（成分）；Padimat O；二氧化钛（成分）；水杨酸；二氧化钛（成分）……查看更多...

---

药物适应症
二氧化钛与氧化锌类似，广泛用于大多数防晒霜中，以阻挡UVA和UVB射线。

---

作用机制
通过吸收特定波长范围内的紫外线辐射，减少紫外线射线对表皮的穿透。防晒霜的分子结构影响吸收的紫外线辐射的量和波长。
通过吸收特定波长范围内的紫外线辐射，减少紫外线射线对表皮的穿透。防晒霜的分子结构影响吸收的紫外线辐射的量和波长。/防晒霜，外用/

---

治疗用途
光敏剂；防晒霜
二氧化钛在皮肤上的作用与氧化锌相似，其用途也相似。二氧化钛过氧化物和二氧化钛水杨酸盐通常与二氧化钛一起使用，以治疗尿布疹。二氧化钛反射紫外线，是一种物理防晒剂，也是某些化妆品的成分。
物理化合物二氧化钛和氧化锌可以反射、散射和吸收UVA和UVB射线。利用新技术，氧化锌和二氧化钛的粒径已被减小，使其在不影响阻挡紫外线能力的情况下更加透明。

---

药物警告
使用推进剂的防晒霜制造商警告，吸入这些配方产生的烟雾可能有害甚至致命。/推进剂/
由于6个月以下婴儿的皮肤吸收特性可能与成人不同，且其代谢和排泄途径尚未成熟，可能限制其清除经皮防晒霜的能力，因此防晒产品仅应在临床医生指导下用于6个月以下的婴儿。老年人的皮肤特性可能与年轻成人不同，但在使用防晒霜时，这些特性及该年龄组的特殊考虑尚未完全了解。防晒霜：关于长期使用防晒霜的安全性信息有限，但市售的物理和化学防晒霜似乎不良反应发生率较低。对氨基苯甲酸（PABA）、苯酮、肉桂酸、水杨酸和2-苯基苯并咪唑-5-磺酸的衍生物在少数情况下可能导致皮肤刺激，包括灼烧、刺痛、瘙痒和红斑。防晒霜不应作为延长日晒时间的手段，例如长时间日光浴，也不应替代通常未暴露的区域如躯干和臀部的衣物。有关二氧化钛的药物警告的更完整数据（共11条），请访问HSDB记录页面。

---

四氧化钛（二氧化钛，TiO₂，CAS 13463-67-7）是一种无机化合物，分子式为O₂Ti。它用作光催化剂、催化剂、颜料、紫外线过滤器，以及各种消费品，包括涂料、防晒霜和食品。该化合物被归类为研究用化合物和食品添加剂及化妆品成分。它可从多个商业供应商处以各种包装规格获得。

O2TI

79.87

79.937

13463-67-7

26042

White, tetragonal crystals
White powder in two crystalline forms, anatase and rutile
AMORPHOUS, INFUSIBLE POWDER
White powder

4.26 g/mL at 25 °C(lit.)

2900 °C

1840 °C

2500-3000°C

2.61

34.14

0

2

0

3

18.3

0

[Ti](=O)=O

GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N

InChI=1S/2O.Ti

dioxotitanium

2934.99.9001

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

注意： (1). 本产品在运输和储存过程中需避光。  (2). 请将本产品存放在密封且受保护的环境中（例如氮气保护），避免吸湿/受潮。

Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)

May dissolve in DMSO (in most cases), if not, try other solvents such as H2O, Ethanol, or DMF with a minute amount of products to avoid loss of samples

注意: 如下所列的是一些常用的体内动物实验溶解配方，主要用于溶解难溶或不溶于水的产品（水溶度<1 mg/mL）。 建议您先取少量样品进行尝试，如该配方可行，再根据实验需求增加样品量。

---

注射用配方1: DMSO : Tween 80： Saline = 10 : 5 : 85 (如： 100 μL DMSO → 50 μL Tween 80 → 850 μL Saline)
*生理盐水/Saline的制备：将0.9g氯化钠/NaCl溶解在100 mL ddH ₂ O中，得到澄清溶液。
注射用配方 2: DMSO : PEG300 ：Tween 80 : Saline = 10 : 40 : 5 : 45 (如： 100 μL DMSO → 400 μL PEG300 → 50 μL Tween 80 → 450 μL Saline)
注射用配方 3: DMSO : Corn oil = 10 : 90 (如： 100 μL DMSO → 900 μL Corn oil)
示例: 以注射用配方 3 (DMSO : Corn oil = 10 : 90) 为例说明, 如果要配制 1 mL 2.5 mg/mL的工作液, 您可以取 100 μL 25 mg/mL 澄清的 DMSO 储备液，加到 900 μL Corn oil/玉米油中, 混合均匀。

View More

注射用配方 4: DMSO : 20% SBE-β-CD in Saline = 10 : 90 [如：100 μL DMSO → 900 μL (20% SBE-β-CD in Saline)]
*20% SBE-β-CD in Saline的制备（4°C，储存1周）：将2g SBE-β-CD (磺丁基-β-环糊精) 溶解于10mL生理盐水中，得到澄清溶液。
注射用配方 5: 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin : Saline = 50 : 50 (如： 500 μL 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin (羟丙基环胡精)→ 500 μL Saline)
注射用配方 6: DMSO : PEG300 : Castor oil : Saline = 5 : 10 : 20 : 65 (如： 50 μL DMSO → 100 μL PEG300 → 200 μL Castor oil → 650 μL Saline)
注射用配方 7: Ethanol : Cremophor : Saline = 10： 10 : 80 (如： 100 μL Ethanol → 100 μL Cremophor → 800 μL Saline)
注射用配方 8: 溶解于Cremophor/Ethanol (50 : 50), 然后用生理盐水稀释。
注射用配方 9: EtOH : Corn oil = 10 : 90 (如： 100 μL EtOH → 900 μL Corn oil)
注射用配方 10: EtOH : PEG300：Tween 80 : Saline = 10 : 40 : 5 : 45 (如： 100 μL EtOH → 400 μL PEG300 → 50 μL Tween 80 → 450 μL Saline)

---

口服配方 1: 悬浮于0.5% CMC Na (羧甲基纤维素钠)
口服配方 2: 悬浮于0.5% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
示例: 以口服配方 1 (悬浮于 0.5% CMC Na)为例说明, 如果要配制 100 mL 2.5 mg/mL 的工作液, 您可以先取0.5g CMC Na并将其溶解于100mL ddH2O中，得到0.5%CMC-Na澄清溶液；然后将250 mg待测化合物加到100 mL前述 0.5%CMC Na溶液中，得到悬浮液。

View More

口服配方 3: 溶解于 PEG400 (聚乙二醇400)
口服配方 4: 悬浮于0.2% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
口服配方 5: 溶解于0.25% Tween 80 and 0.5% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
口服配方 6: 做成粉末与食物混合

---

注意: 以上为较为常见方法，仅供参考， InvivoChem并未独立验证这些配方的准确性。具体溶剂的选择首先应参照文献已报道溶解方法、配方或剂型，对于某些尚未有文献报道溶解方法的化合物，需通过前期实验来确定（建议先取少量样品进行尝试），包括产品的溶解情况、梯度设置、动物的耐受性等。

---

请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案：
1、请先配制澄清的储备液(如：用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液，按从左到右的顺序依次添加助溶剂，澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明，并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中，混合均匀/澄清；向上述体系中加入50 μL Tween-80，混合均匀/澄清；然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL；
3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出，可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果，工作液请现配现用！
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液，请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。