金属和氧化物纳米颗粒对细菌毒性的研究进展

阐述了纳米颗粒的组分、尺寸、形状和表面电荷等性质与毒性的关系,介绍了纳米颗粒对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的毒性差异,指出了分散介质、暴露方式等毒性试验条件对纳米颗粒细菌毒性的影响,讨论了纳米颗粒对细菌毒性的可能机制,如氧化损伤、破坏细胞壁、作用于蛋白和核酸以及释放出金属离子等。针对目前纳米毒性研究尚处于起步阶段的现状,提出了建立纳米材料的毒性评价方法,加强从分子生物学水平开展对毒性机制的研究等建议。     

磁性纳米颗粒对不同模式生物的毒性研究

磁性纳米颗粒在生物医学等领域应用广泛,而其毒性研究尚未深入,对生物的影响及作用机制仍未阐明。本文综述了磁性纳米颗粒近年来对于细胞、鼠、家兔和秀丽隐杆线虫的毒理学研究,为磁性纳米颗粒的应用提供参考。     

量子点对Cu2+诱导L02细胞毒性的影响及机理研究

量子点(QDs)和Cu~(2+)可能共存于肝脏,对肝细胞产生联合毒性,威胁人体健康。本研究以人胚肝细胞(L02)为研究对象,考察了低/无毒的QDs(3.6%的细胞致死率)对Cu~(2+)诱导L02细胞毒性的影响及相关机理,为其可能的健康和环境风险提供参考。结果显示,QDs的加入使得Cu~(2+)的细胞毒性有了很大的提高,细胞存活率最高下降了26.0%,两者表现为协同作用;另外QDs存在使得Cu~(2+)细胞蓄积量增大,伴随着Cu~(2+)天然解毒蛋白CTR1和ATP7A等表达水平的升高,从侧面印证了Cu~(2+)的蓄积量增加对细胞的影响;同时,QDs的存在使得细胞乳酸脱氢酶(lactate dehyfrogenase,LDH)泄露相对于Cu~(2+)单独处理组提高,暗示QDs可能破坏了细胞膜,导致Cu~(2+)在细胞内蓄积量增加,从而使细胞毒性增加,两者的联合毒性表现为协同作用。     

Influence of phosphate on deposition and detachment of TiO2 nanoparticles in soil

We examined influence of phosphate on transport of TiO₂ NPs in soil. Deposition was reduced at higher pH and by adsorption of phosphate in soil. Release was more for NPs initially deposited at higher pH. Release was more for NPs initially deposited in the presence of phosphate. Surface roughness and charge heterogeneity play a role in the deposition/ release. The widespread use of TiO₂ nanoparticles (NPs) makes inevitable their release into the soil. Phosphate is also widespread within soil, and is likely copresent with TiO₂ NPs. However, the influence of phosphate on deposition/release— and thereby on transport— of TiO₂ NPs in soil is yet to be elucidated. In this study we conducted saturated column experiments to systematically examine the transport of TiO₂ NPs in soil amended with phosphate at different ionic strengths (ISs) (1, 10, 100 mmol/L NaCl) and pHs (4 and 9). Results show that the deposition of TiO₂ NPs decreased with decreasing IS, increasing pH, and when soil absorbed phosphate. These observations are qualitatively in agreement with Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO) interaction energy calculations, because the repulsive energy barrier is larger and secondary minimum depth is smaller at a lower IS, higher pH, and in the presence of phosphate. Accordingly, both primary- and secondary-minimum deposition were inhibited. Interestingly, although the deposition was less at higher pH and in the presence of phosphate, the subsequent spontaneous detachment and detachment by reduction of solution IS in these cases were greater. In addition, the presence of phosphate in the solution can cause a small quantity of attached TiO₂ NPs to detach, even without perturbations of physical and chemical conditions. Our study was the first to investigate the influence of phosphate on detachment of TiO₂ NPs and the results have important implication for accurate prediction of fate and transport of TiO₂ NPs in subsurface environments.     

磺胺与金属氧化物纳米颗粒对发光菌的急性联合毒性及其机制初探

磺胺与金属氧化物纳米颗粒同作为抗菌剂对环境与人体健康皆有危害。为探究其对细菌的毒性作用,测定了4种磺胺,包括磺胺氯哒嗪(SCP)、磺胺吡啶(SPY)、磺胺甲基异恶唑(SMZ)、磺胺嘧啶(SD),与3种金属氧化物纳米颗粒,纳米ZnO(n-ZnO)、纳米CuO(n-CuO)、纳米Cr_2O_3(n-Cr_2O_3)对发光菌(Vibriofischeri)的单一毒性及二元急性联合毒性。结果表明,SCP对V.fischeri的单一毒性明显大于其他3种磺胺;n-ZnO的单一毒性远大于n-CuO和n-Cr_2O_3;磺胺与金属氧化物纳米颗粒的二元急性联合毒性效应表现为拮抗、相加和协同,协同居多,说明金属氧化物纳米颗粒增加了磺胺的生物毒性,两者在环境中的共存带来了更大的环境生态风险。     

抗菌消费品中纳米银含量调查及银的健康风险评价

纳米银(Ag NP)因具有良好的抗菌特性被广泛应用于日常消费品中,人体主要通过皮肤接触或口服等方式暴露于Ag NP。为了评价这些抗菌消费品中银对成人的非致癌暴露风险,对市面10种日常抗菌消费品中Ag NP和总银含量进行了调查,并采用美国环保局推荐的皮肤和口部暴露途径的健康风险评估模型来评价含银抗菌消费品引起的皮肤及口部非致癌暴露风险。调查结果表明:4种液态抗菌消费品中检测出Ag NP,含量为0.79~57.89 mg·L~(-1),占其总银含量的8.8%~99.1%。其他厂家标注含有Ag NP的抗菌消费品中则未检测出Ag NP。风险评价结果显示,大多数抗菌消费品的银风险熵为3.6×10-4~6.8×10-1,其中经皮肤暴露的银非致癌风险熵为1.0×10-3~6.8×10-1,经口暴露的银风险熵为3.6×10-4~6.0×10-3,对人体健康不会产生显著风险;然而,其中1种抗菌消费品中银的风险熵上限为0.86,接近于1,存在潜在的非致癌风险。     

纳米银的生物分布及其影响因素研究进展

纳米银(AgNPs)以其独特的抗菌性能在生物医药和消费品中得到大量应用。然而,随着人类接触AgNPs的机会增多,AgNPs暴露的潜在危害也不容忽视。体内研究表明,AgNPs可以通过经口、呼吸、腹腔、静脉等途径进入机体,进而通过血液或淋巴液的流动分散到全身不同组织器官。而不同的暴露方式、暴露剂量、AgNPs粒径、表面包被和电荷以及暴露器官本身的特点可能对AgNPs在体内的分布与蓄积产生影响。因此,本文系统地总结了AgNPs进入生物体的途径及其在生物体内的组织分布,讨论了影响AgNPs体内生物分布和蓄积的因素。     

钒酸银改性二氧化钛制备及其可见光光催化性能研究

通过水热法将钒酸银掺杂负载到二氧化钛上,制备了一种新型改性二氧化钛复合光催化剂.利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱和紫外-可见光漫反射技术对催化剂进行了表征,以亚甲基蓝为目标降解物,考察了该催化剂在可见光下的光催化活性、稳定性等,探讨分析了反应机理.结果表明,可见光下该催化剂降解亚甲基蓝的反应过程符合一级反应动力学,其降解速率常数为0.009min-1,是二氧化钛P25的3倍,且3次回收利用后降解率仅下降4.8%,仍具有较高活性.钒酸银与二氧化钛形成耦合异质结,在可见光照射下,光生电子由钒酸银导带传到二氧化钛导带上,空穴则聚集在钒酸银价带上,产生的h+、·OH等是降解亚甲基蓝的主要物质,电子与受体的结合是反应的限速步骤.     

典型纳米金属氧化物对氨氧化菌Nitrosomonas europaea的生物胁迫影响

对比研究了3种典型纳米金属氧化物颗粒(NPs,包括纳米TiO2(n-TiO2),纳米CeO2(n-CeO2)和纳米ZnO(n-ZnO))在不同作用浓度下(0,0.1,1,10,50mg/L)对污水生物脱氮系统中代表性氨氧化菌─ Nitrosomonas europaea连续作用6h的毒性效应及作用规律.结果表明,3种NPs对N.europaea的生物胁迫效应与其投加浓度均呈正相关.其中,50mg/L的n-CeO2, n-ZnO与对照组相比,可显著降低N.europaea细菌浓度,破坏细胞膜完整性,抑制氨氧化速率.相同浓度条件下, n-ZnO对N.europaea的毒性影响最大, n-TiO2影响最小.虽然n-ZnO释放的Zn2+对N.europaea具有明显的毒性效应,但n-ZnO及其产生的尺寸效应仍是其生物胁迫产生的重要来源.     

姬松茸中Cu,Zn,Ag,Cd和Hg累积特性的初步研究

对三种不同产地的姬松茸子实体,经过微波消解后,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP- OES)、原子吸收光谱法(AAS)和原子荧光光谱法(AFS)测定了其中Ag,Al,As,Au,B,Ba,Bi,Ca,Cd,Cr,Co,Cu,Fe,Hg,K,La,Mg,Mn,Mo,Na,M,P,Pb,Rb,S,Sb,Se,Sn,Sr,Ti,V和Zn等32种元素的含量,并用高效液相色谱和电感耦合等离子质谱联用技术(HPLC-ICP-MS)分析了其中Hg元素的形态.另外,还探讨了Cu,Zn,Ag,Cd,Hg及一些相关元素在姬松茸子实体不同部位的分布特征.研究表明:与一些常见种类的大型真菌相比,姬松茸对Cu,Zn,Ag,Cd,Hg具有较强的累积能力,累积的Hg主要以Hg~(2 )形态存在,CH_3Hg~ 占总Hg比例在15%以下.Cu,Zn,Ag,Cd和Hg在姬松茸子实体不同部位的分布特征为:从菌柄下部到上部、从菌盖中心到边缘元素含量逐渐增加;P有助于提高姬松茸对Cu,Zn,Ag,Cd,Hg的累积能力,而Ca似乎起拮抗作用.