纳米银的植物毒性研究进展

纳米银因其具备良好的催化、超导性能及杀菌消毒活性,广泛应用于食品加工业及医药等领域,是目前市场上最为常见的金属纳米材料。纳米银的大量生产和应用大大增加了其向环境释放的机会,同时也增加了其对环境及人类健康的潜在风险。植物是生态系统中重要组成部分,纳米银可通过植物积累进入食物链,因此对纳米银的植物毒理学研究尤为重要。纳米银的植物毒性与其被植物体吸收、迁移及转化有关。它可影响植物种子的萌发、苗期的生理生化过程和细胞结构等营养生长,也影响植物的开花、结实等生殖过程,并影响DNA的稳定性。但目前纳米银的毒性是否由银离子引起尚未确定。     

新兴海洋生态毒理学模式生物——海洋青鳉鱼(Oryzias melastigma)

海洋污染日益加剧,适用于海洋生态毒理学研究的鱼类模型的建立意义重大。海洋青鳉鱼(Oryzias melastigma)在培养条件、生理和分子信息等方面的优势使其正成为海洋生态毒理学研究领域的代表性潜在模式生物。阐述了海洋青鳉鱼在海洋生态毒理学研究中的优势,系统介绍了海洋青鳉鱼在毒理学研究中的应用现状,并着重介绍了其在分子毒理学中的应用,最后对海洋青鳉鱼在海洋生态毒理学中的研究方向进行了展望。     

转基因作物对鱼类的生态毒理效应研究综述

转基因作物潜在的健康和环境风险一直以来颇受争议,转基因作物加工成动物饲料后可能会诱导动物产生免疫应激反应,影响动物的生长发育、繁殖等。鱼类是水生脊椎动物的代表,已广泛应用于水环境的监测,但目前转基因作物对鱼类的饲用安全性研究还相对较少。文章基于转基因作物作为鱼饲料原料对鱼类生态毒理学效应的研究现状,综述了转基因作物对鱼的生长表现、生理生化、脏器功能及发育、组织病理以及行为活动等方面的生态毒理学效应,分析了当前研究中存在的问题,并对今后的研究趋势进行了探讨。     

转基因作物对鱼类的生态毒理效应研究综述

转基因作物潜在的健康和环境风险一直以来颇受争议，转基因作物加工成动物饲料后可能会诱导动物产生免疫应激反应，影响动物的生长发育、繁殖等。鱼类是水生脊椎动物的代表，已广泛应用于水环境的监测，但目前转基因作物对鱼类的饲用安全性研究还相对较少。文章基于转基因作物作为鱼饲料原料对鱼类生态毒理学效应的研究现状，综述了转基因作物对鱼的生长表现、生理生化、脏器功能及发育、组织病理以及行为活动等方面的生态毒理学效应，分析了当前研究中存在的问题，并对今后的研究趋势进行了探讨。     

基于斑马鱼全生命周期毒性测试的研究进展

作为一种模式生物,斑马鱼具有很多优点,包括体积小、成本低、适应性广、繁殖周期短、胚胎透明且产卵量高等,因而被广泛应用于生态毒理学等领域。斑马鱼的生命阶段主要包括胚胎、仔鱼和成鱼3个阶段。近年来,斑马鱼全生命周期的毒理学研究所占比重不断上升并呈稳定增长的趋势。本文对斑马鱼3个生命阶段及整个生命周期的毒性试验展开综述,介绍了斑马鱼全生命周期实验在毒理学中的研究进展,总结了各生命阶段国内外的标准规范和资源库信息、毒理学终点及转基因斑马鱼的研究进展,归纳了多阶段毒性评价和整个生命周期毒性评价的应用。最后,对全生命周期和基于斑马鱼毒性测试的应用做出展望,对未来开展的相关研究提出建议。     

环境污染物干扰鱼类体色的研究及其生态毒理学意义

鱼类体色对环境污染物十分敏感,使其成为污染监测中理想的生物指示物,具有广阔的应用前景.鱼类体色调控复杂,涉及的基因丰富.本文综述污染物对鱼类体色的干扰作用及可能的干扰机制,为鱼类体色应用于污染监测相关生物标志物筛选及生态风险评估提供参考资料;同时,从鱼类色素合成和代谢、色素细胞发育和迁移、体色变化的调控等方面,综述鱼类体色的分子基础,有助于探究污染物干扰鱼类体色的可能靶点和毒理学机制,为鱼类体色生理学基础理论的发展提供重要参考资料.     

通讯

纳米银通过结合RNA聚合酶抑制红系前体细胞RNA的转录由于其广谱的抗菌活性,纳米银在日常生活和医药卫生中得到广泛的应用.纳米银的大量生产和使用将导致其在生产、运输、使用和排放等环节释放入环境,其潜在的环境与健康风险已日益受到关注.研究发现,纳米银可以引发呼吸系统(肺)、消化系统(肝脏)、神经系统(神经元)和生殖系统的组织损伤.然而,目前对纳米银毒性效应的分子作用机制尚待深入研究.     

纳米银的迁移转化对环境微生物毒性的影响

纳米银(AgNPs)因其优越的抗菌、导电、催化等性能,被广泛应用于工业领域和日常生活中,成为当前产量和用量最高的纳米材料之一。但纳米银产品在生产、运输、洗涤、侵蚀、废弃的过程中,不可避免地会被释放到自然环境中。在复杂环境因素影响下,纳米银本身的赋存状态发生转化,并对生态环境构成严重威胁。因此,探究纳米银在环境中的迁移转化过程及其对生态环境的潜在风险成为相关领域的研究热点。针对纳米银研究现状中存在的不足,综述了天然有机质、pH值、溶解氧、离子强度、光照等环境因素对纳米银迁移转化行为以及其对微生物毒性效应的影响,并进一步深入探讨了纳米银的毒理机制,旨在为纳米银的环境行为特征研究以及风险评估提供理论基础。     

卤虫属在水生生态毒理学中的研究进展

在环境问题日益突出的今天,生态毒理学研究对于生态系统健康发展与生态系统服务功能的提升至关重要。水生生态毒理学作为生态毒理学研究重点领域之一,正逐渐成为科研人员的关注点。目前,水生生态毒理学主要研究环境中的有毒有害物质对水生生物的毒性效应及其对生态系统的影响。作为生态毒理学研究中常用的实验动物,卤虫属动物已被广泛应用于污染物暴露、环境因子干扰、食物链传递和生态风险评价等方面。虽然,卤虫在多个研究领域都有应用,但是,由于生态毒理学发展还不完善,特别是研究人员前期对环境毒理学与生态毒理学两者界定不清,目前尚无卤虫在水生生态毒理学研究中的综合论述。本文精准检索搜集了在生态毒理学领域中卤虫研究的相关文献,深入阅读,从物种特征、优缺点与应用范围;孵化饲养标准与质量控制;实验类型与暴露方式;主要关注指标与研究目的;存在问题与展望5个方面展开论述,对卤虫在水生生态毒理学中的研究进展进行了综合概括。     

银与植物的相互作用:吸收、转化与毒性

硝酸银做为传统抗菌剂的使用由来已久.近年来纳米银做为广谱杀菌剂的使用亦日益广泛.硝酸银及纳米银可进入污水处理系统转化为硫化银并随污泥堆肥进入环境.由于银的使用与环境释放,银离子、纳米银及硫化银广泛存在于实际环境中.植物是生态系统的基本组成部分.一方面银作为植物非必需元素会对植物的生长造成影响,另一方面植物会影响银在环境中的迁移转化及在食物链中的传递.本文总结了硝酸银、纳米银及纳米硫化银与植物的相互作用,强调了银在植物体内的吸收转化与毒性,指出了未来研究需要注意的方向.     

水蚤分子生态毒理学研究进展

水蚤是广泛分布于各类淡水水体中的浮游动物,在水生生态系统中具有重要地位,也是水生毒理学研究中常用的模式生物。近年来,分子毒理学的发展为水蚤生态毒理学研究提供了新的工具和研究思路。本文分别从基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和表观遗传组学方面,综述了不同环境污染物(重金属、农药和杀菌剂等有机污染物、环境激素类化合物、纳米材料和藻毒素等)对水蚤的生态毒理学效应及分子机制,为通过水蚤生态毒理学研究进行环境污染生物标志物筛选及生态风险评估提供参考。     

Properties,synthesis and toxicity of silver nanoparticles

Silver nanoparticles are actually used in several industrial sectors and end up in the environment, thus inducing a possible toxicity for living organisms. This article reviews the properties, synthesis and toxicology of silver nanoparticles, with focus on the toxicity for insects such as Bombyx mori.     

蛋白组学技术的发展及在水生态毒理学中的应用

作为后基因组时代重要的研究工具,蛋白组学技术的发展对水生态毒理学研究产生了巨大的促进作用。对近年来应用于水生态毒理学研究中的蛋白组学技术的发展历程和应用现状进行了全面的阐述。从蛋白提取、蛋白分离和鉴定、蛋白定量等方面对蛋白组学研究技术的发展进行了系统的介绍,重点介绍和比较了蛋白分离和鉴定技术中的基于胶的技术和非胶技术。在简介蛋白组学技术发展的基础上,以蛋白的识别和定量,特定功能蛋白的研究,蛋白相互作用研究这3个蛋白组学的研究方向为切入点,详细阐述了各类技术在水生态毒理学研究中的应用,如蛋白组学在阐明各种污染物对水生生物的毒性作用机制方面的应用,以及在水体污染状况的监测和评价方面的应用等。最后,指出了目前蛋白组学研究的不足,并有针对性地提出了水生态毒理学研究中蛋白组学的发展方向。     

紫外吸收剂在湖泊中的分布及其对底栖动物的毒性效应

紫外吸收剂大量用于工业材料和个人护理品中,近年来在水体中不断被检出,同时由于其高度亲脂性,易在底泥和水生生物体内富集,产生潜在的毒性效应,已成为一类新型污染物。本文综述了紫外吸收剂在湖泊环境中的分布和生物富集效应,重点分析了二苯甲酮类等典型紫外吸收剂对底栖动物的药物代谢系统、抗氧化系统及其生长发育的影响及其毒性作用机制,并对未来该领域的研究进行了展望。     

化学品生态毒性测试鱼类模式生物的应用与展望

水生生物毒性测试广泛应用于评估化学品的水生态环境安全,而鱼类生态毒性数据为水生生态风险评估与风险管理提供基础。本文总结了现有的鱼类水生毒性测试标准及常用的物种。阐述了常用水生鱼类模式生物,如斑马鱼Danio rerio、青鳉鱼Oryzias latipes、黑头软口鲦Pimephales promelas等作为模式鱼类的特征及在生态毒性测试中的应用。环保部7号令推荐稀有鮈鲫Gobiocypris rarus作为中国本土生物在水生毒性测试中使用。目前公开发表的利用稀有鮈鲫的水生毒性研究多集中在急性毒性方面,对其他类型的研究如法规毒理相关的长期慢性毒性有待开展。     

碳纳米材料的水环境行为及对水生生物毒理学研究进展

随着纳米科技的迅猛发展,人工碳纳米材料的生产和使用逐年递增,越来越多的碳纳米材料进入水环境中,对水生生物产生毒性效应。本文在介绍了碳纳米球、石墨烯、碳纳米管3种碳纳米材料的基础上,分析了碳纳米材料的水环境行为,重点综述了碳纳米材料对水生生物毒性效应研究现状,以及可能的致毒机制,并指出今后碳纳米材料对水生生物毒理学亟待加强的研究领域。     

纳米银在水环境中的环境行为和毒性效应研究进展

纳米材料的环境行为和生态效应是目前国内外研究的热点,其中纳米银颗粒(Ag NPs)是使用量最高的纳米材料。本文主要总结了Ag NPs在水环境中的赋存、Ag NPs的环境行为、Ag NPs对不同种类微生物的毒性效应以及影响Ag NPs毒性效应的因素,最后对Ag NPs在河口区的研究进行了展望。     

Is using nanosilver mattresses/pillows safe? A review of potential health implications of silver nanoparticles on human health

Human exposure to engineered nanoparticles has become inevitable in today’s extensive commercial use and large-scale production of engineered nanoparticles. Even though several studies have characterised the exposure to nanomaterials during wakeful state (related to occupational exposures and exposures from commercially available particles), very few studies on human exposure during sleep exist. As the study of exposure to all possible nanomaterials during sleep is extensive, this study focuses on exposure to specifically silver nanoparticles which are present in beddings and mattresses. The reasoning behind the use of silver nanoparticles in bedding and related materials, possible routes of entry to various population groups in several sleep positions, exposure characterisation and toxicity potential of such silver nanoparticles are reviewed in this study. The toxicity potential of silver nanoparticles in vivo tests with relation to mammals and in vitro tests on human cells has been tabulated to understand the risks associated during oral, dermal and inhalation exposure to silver nanoparticles. The exposure to humans with regard to dermal absorption and oral intake has been summarised. Although potential inhalation exposure to silver nanoparticles is increasing, only a few studies address the possible toxic effect of inhaled silver particles. Determination of exposure to silver nanoparticles in beddings is a topic that has been less researched, and this review aims to provide background information for future research and help establish a comprehensive risk assessment during sleep in the times of increasing usage of nanoparticles in our daily activities. Despite the current limitations of our understanding, risk assessments must utilise the available data and apply extrapolation procedures in the face of uncertainty, in order to address the needs of regulatory programs. This would enable safe use of the antimicrobial properties of silver nanoparticles without negatively impacting human health. Until then, it would be better to adopt a conservative approach on the usage of silver nanoparticles in daily used commercial items.

     

A multi-integrated approach on toxicity effects of engineered TiO2 nanoparticles

The new properties of engineered nanoparticles drive the need for new knowledge on the safety, fate, behavior and biologic effects of these particles on organisms and ecosystems. Titanium dioxide nanoparticles have been used extensively for a wide range of applications, e.g, self-cleaning surface coatings, solar cells, water treatment agents, topical sunscreens. Within this scenario increased environmental exposure can be expected but data on the ecotoxicological evaluation of nanoparticles are still scarce. The main purpose of this work was the evaluation of effects of TiO₂ nanoparticles in several organisms, covering different trophic levels, using a battery of aquatic assays. Using fish as a vertebrate model organism tissue histological and ultrastructural observations and the stress enzyme activity were also studied. TiO₂ nanoparticles (Aeroxide® P25), two phase composition of anatase (65%) and rutile (35%) with an average particle size value of 27.6±11 nm were used. Results on the EC₅₀ for the tested aquatic organisms showed toxicity for the bacteria, the algae and the crustacean, being the algae the most sensitive tested organism. The aquatic plant Lemna minor showed no effect on growth. The fish Carassius auratus showed no effect on a 21 day survival test, though at a biochemical level the cytosolic Glutathione-S-Transferase total activity, in intestines, showed a general significant decrease (p<0.05) after 14 days of exposure for all tested concentrations. The presence of TiO₂ nanoparticles aggregates were observed in the intestine lumen but their internalization by intestine cells could not be confirmed.     

Aggregation and dissolution of silver nanoparticles in a laboratory-based freshwater microcosm under simulated environmental conditions

Silver nanoparticles (NP) are used in several applications, including their use as antimicrobial agents in textiles, personal care, and other domestic products. As such, there is a high potential for the release of silver nanoparticles (AgNP) in the aquatic environment. In aquatic ecosystems, nanomaterials are affected by abiotic factors, such as temperature, that alter their chemistry and influence their fate in the environment. Preliminary studies indicate that NP tend to form aggregates which are potentially more recalcitrant than unaggregated NP. These and other fate processes are largely dependent on both the characteristics of the NP and that of the environment. In this study, lab experiments were conducted to investigate the physicochemical properties and temperature solubility of AgNP (<100 nm) that may potentially influence the fate and behavior of AgNP in the aqueous environment. Results indicated that, under these tested conditions, AgNP may be transformed in size and thereby affect fate, bioavailability, and toxicity. In this study, a novel method was used to determine whether AgNP would form agglomerates, or behave as isolated particles, or dissolve when in aqueous media and under different environmental conditions. The new aspects evaluated in this study demonstrated that AgNP are transformed in both size and state under variable environmental conditions.