纳米材料对水生生物的生态毒理效应研究进展

随着纳米材料的大量生产和应用,其将不可避免地释放到水环境中．近年来,纳米材料对水生生物的生态毒理效应已经引起了科学家的广泛关注．纳米材料在水环境中的分散液／悬浮液是与环境最为相关的形态;纳米材料在水环境中的分散与团聚、生物累积直接决定了其生态毒理学效应．本文概述了纳米材料在水环境中的环境行为,归纳了纳米材料在水生生物中...     

三聚氰胺对纤毛类原生动物梨形四膜虫的细胞毒性

三聚氰胺曾被用为牛类的非蛋白类氮源,并被非法掺入食品中从而提高其表观蛋白含量.实验利用一种单细胞真核生物模型--纤毛类原生动物梨形四膜虫(Tetrahymena pyriformis)研究了三聚氰胺的细胞毒性.结果显示,三聚氰胺对梨形四膜虫的生长速率具有抑制作用,并且这种抑制作用与三聚氰胺浓度成正相关性,其IC50值为0.78g·L-1.细胞同时发生形变.实验证明梨形四膜虫生物测定法相对于动物实验具有耗时短、成本低、操作简便的优势,在潜在毒性物质的风险性评估实验中可成为一种优良的替代模型.     

纳米材料与环境污染物的复合毒性

纳米材料因其独特的物理化学性质,不仅其自身具有毒性,还会与共存污染物相互作用,影响彼此的迁移转化和毒性效应。文中总结了纳米复合污染毒性的研究方法,并介绍了几种纳米材料(碳纳米材料、金属氧化物、量子点和零价金属)与重金属或有机物复合时造成的生物毒性,包括不同层次毒性指标响应(生物整体、生物积累、大分子水平)和毒性机制的探讨,展望了纳米复合污染毒性领域今后的发展方向和亟待研究的重要问题。     

低剂量三氯生和三氯卡班对嗜热四膜虫的毒性研究

研究了环境相关浓度水平(μg.L-1)的三氯生(TCS)和三氯卡班(TCC)暴露对嗜热四膜虫的生长抑制效应,并尝试探索这两种新生污染物对四膜虫细胞活性的影响.结果表明,μg.L-1水平的TCS和TCC对四膜虫的生长存在明显抑制作用,24 h-EC50分别为141μg.L-1、728μg.L-1;最低无效应浓度(NOEC)分别为2μg.L-1、30μg.L-1;最低效应浓度(LOEC)分别为4μg.L-1、61μg.L-1.其中,TCC在1—10μg.L-1水平表现出促进作用,可能是hormesis效应的体现.另外,在TCS和TCC浓度达到1000μg.L-1时均对四膜虫细胞膜产生明显损伤;TCS和TCC也影响其溶酶体活性,1μg.L-1暴露2 h时,荧光值(RFU)百分比分别降低至对照样品的88.62%、95.75%.本研究结果有助于进一步从亚细胞和分子水平认识环境污染水平TCS和TCC的生态毒性,也为这两种新生污染物在环境中的生态风险评价提供重要参考依据.     

金属纳米材料的生物毒性效应研究进展

综述了金属纳米材料的生物毒性效应,重点介绍了影响金属纳米材料毒性效应的各种因素及其毒性效应产生的机理,并对金属纳米材料未来的研究发展方向作了展望,希望有助于促进关于纳米材料生态风险的科研工作,推动发展规范其使用的指导方针,减轻对人类健康及环境的不利影响.     

基于土壤模式生物的纳米材料毒理研究进展

随着纳米科技与工业的高速发展,大量的纳米材料被广泛应用并最终汇聚到土壤环境中,对土壤生态和人体健康造成潜在影响。由于土壤生物具有多样性,选择具有代表性、敏感性并便于获取的土壤模式生物作为实验受体进行纳米材料的生物安全评估及环境毒理效应研究尤为重要。较为系统地回顾和总结了几种典型土壤模式生物的特点,为纳米材料毒理研究中受试生物的选择提供参考,在此基础上整理了大量基于典型土壤模式生物的纳米材料毒性研究资料,归纳了不同层次的研究方法,分析探索了纳米材料毒性机理,并展望了未来的研究重点。     

纳米材料与水体其他污染物的复合暴露毒性研究进展

纳米材料被广泛应用于食品、医疗、化妆品等领域,大量的纳米材料被排入水体,由此引起广泛的水环境污染问题。纳米材料因其小尺寸,较大比表面积的特性,在环境中极易吸附其他污染物而造成复合暴露风险,增加其生物效应的复杂性。本文着重讨论纳米塑料、氧化石墨烯、纳米二氧化钛及单壁碳纳米管与水环境中农药、重金属、持续性有机污染物等的复合暴露风险及对生物体产生的毒性影响,从纳米材料与水体污染物的交互作用和细胞毒作用机制方面论述了纳米材料介导的复合暴露毒性机理,并就构建复合暴露模型进行展望,提出从分子水平上揭示复合毒性规律的研究方向,为水生态污染风险评估提供依据。     

纳米材料的非毒性环境效应研究进展

纳米材料的广泛应用使其不可避免地释放到环境中,并对生态环境产生潜在不利影响.但是纳米材料的实际环境浓度较低,是否会对生态安全造成严重毒性危害依然存在争议.因此,近年来纳米材料对生物体无明显生长抑制或毒性胁迫表型情况下的非毒性环境效应逐渐引起人们的关注.笔者综述了近年来纳米材料非毒性环境效应研究的最新进展,探讨了纳米材料对植物及微生物的非毒性胁迫影响机制,旨在加深人们对纳米材料实际环境效应的理解,并为相关领域的科学研究提供新的思路.     

石墨烯纳米材料对哺乳动物的毒性及其作用机制

石墨烯是一种新兴纳米材料,具有独特的电学和光学性质、超大的比表面积以及潜在的生物相容性,在材料和电子产业、能源、环境以及生物医学等领域得到广泛应用。与此同时,石墨烯的环境行为和生物毒性也随之引起日益广泛的关注。本文通过对石墨烯纳米材料的生物毒性、细胞毒性、毒性影响因素和毒性机制等相关研究进展进行总结。石墨烯纳米材料可通过气管滴注、吸入、静脉注射、腹腔注射以及口服等方式进入体内,通过机械屏障、血脑屏障和血液胎盘屏障等积累在肺、肝、脾等部位引起急性或者慢性损伤;目前有关石墨烯毒性机制的研究主要集中于线粒体损伤、DNA损伤、炎性反应、凋亡等终点及氧化应激参与的复杂信号通路,不同石墨烯纳米材料的浓度、尺寸、表面结构和官能团等对石墨烯的生物毒性影响不同。鉴于当前该领域研究的局限性,对石墨烯纳米材料生物毒性研究的发展方向进行了展望,进而为石墨烯材料的安全应用提供理论借鉴和实践参考。     

石墨烯纳米材料对哺乳动物的毒性及其作用机制

石墨烯是一种应用广泛的新兴非金属纳米材料,具有独特的电学机械性能、超大的比表面积以及潜在的生物相容性,在材料、电子、能源、光学以及生物医学等领域得到广泛应用。与此同时,石墨烯的环境行为和生物毒性也随之引起日益广泛的关注。本文通过对石墨烯纳米材料的动物毒性、细胞毒性、毒性影响因素和毒性机制等相关研究进展进行总结。石墨烯纳米材料可通过气管滴注、吸入、静脉注射、腹腔注射以及口服等方式进入体内,通过机械屏障、血脑屏障和血液胎盘屏障等积累在肺、肝、脾等部位引起急性或者慢性损伤;目前有关石墨烯毒性机制的研究主要集中于线粒体损伤、DNA损伤、炎性反应、凋亡等终点及氧化应激参与的复杂信号通路,不同石墨烯纳米材料的浓度、尺寸、表面结构和官能团等对石墨烯的生物毒性影响不同。鉴于当前该领域研究的局限性,对石墨烯纳米材料生物毒性研究的发展方向进行了展望,进而为石墨烯材料的安全应用提供理论借鉴和实践参考。     

丙硫菌唑对斑马鱼的安全性评价及其生物富集行为研究

丙硫菌唑是一种市场前景非常好的新型广谱杀菌剂。本文研究了丙硫菌唑对水生生物斑马鱼的急性毒性和生物累积风险。通过斑马鱼的急性毒性试验获得丙硫菌唑对斑马鱼的96 h-LC₅₀为2.06 mg a.i. L^-1。随后,采用0.02 mg L^-1 (1/100LC₅₀)和0.2 mg L^-1 (1/10LC₅₀)2个浓度的丙硫菌唑,通过8 d实验,获得其在斑马鱼体内的生物累积效应。在0.02 mg L^-1组中,第8天时,斑马鱼体内的浓度达到0.733 mg kg^-1,生物富集系数(BCF_{8 d})缓慢增长到34.36。而在0.2 mg L^-1组,第8天时,斑马鱼组织内丙硫菌唑浓度为4.198 mg kg^-1, BCF_{8 d}值为19.72。结果表明,丙硫菌唑对斑马鱼的毒性等级为中毒,同时其在斑马鱼体内具有中等生物累积效应。因此,在使用过程中,需要考虑其对水生生物的毒性和水生食物链的放大效应。     

纳米材料的环境行为及其毒理学研究进展

随着纳米科技的迅速发展,纳米材料被广泛应用于工业、农业、食品、日用品、医药等领域.在纳米材料广泛应用的同时,其不可避免地会被释放到环境中(包括水体、空气和土壤),对生态系统产生不利影响.与常规物质相比,纳米材料具有独特的物理、化学性质,其对生态系统生物种群和个体的潜在负面影响不容忽视.在总结国内外相关研究基础上,论文对纳米材料在水体、大气和土壤中的环境行为和生态毒性进行了综述.     

啶氧菌酯对斑马鱼的安全性评价及其生物富集行为研究

啶氧菌酯是一种新型的内吸性杀菌剂,本研究对其水生生物的毒性和累积风险进行了评估。啶氧菌酯原药对斑马鱼的急性毒性试验结果显示,96 h-LC₅₀为0.0509 mg a.i. L^-1。设置0.005 mg L^-1(1/100LC₅₀)和0.05 mg L^-1(1/10LC₅₀)2个浓度8 d生物累积试验。在0.005 mg L^-1组,第8天斑马鱼体内啶氧菌酯浓度达到0.48 mg kg^-1,生物富集系数(BCF_{8 d})缓慢增长到80.00。而在0.05 mg L^-1组,第8天斑马鱼体内的啶氧菌酯浓度为5.27 mg kg^-1,BCF_{8 d}值为99.42。研究表明,啶氧菌酯对斑马鱼为有剧毒,同时具有中等生物累积效应。因此在使用过程中,需要考虑其对水生生物的毒性和水生食物链的放大效应。     

基于模式生物秀丽隐杆线虫的环境污染物生殖毒性研究进展

由于人类社会的发展,环境污染也越来越严重,研究环境污染物对生态及人类健康的影响极为重要。生殖系统是人和动物繁衍后代的重要系统,常见环境污染物对生殖系统的影响正引起研究人员的广泛关注。秀丽隐杆线虫具有身体透明、品系丰富和遗传背景清楚等优点,为生殖毒理学研究提供了一个便利的平台。以秀丽隐杆线虫为模型已对多种环境污染物的生殖毒性进行了评价。本文重点叙述了重金属、纳米材料、有机物等化学污染,辐射、磁场等物理污染,以及病毒等生物污染对秀丽线虫生殖系统的影响,并归纳讨论了环境污染物造成生殖功能障碍的几种主要机制,如氧化应激、DNA损伤、内质网应激以及神经损伤等,但不同类型污染物的毒性效应与其自身的物化性质紧密相关。环境污染物诱导的生殖毒性中不同响应机制之间的关联性、不同发育阶段的敏感性差异、污染物的传代效应以及有效的缓解方式的筛选等都有待进一步的开展。     

蛋白组学分析揭示出阿特拉津对非洲爪蟾的生殖毒性源于其诱导生殖细胞凋亡并干扰紧密连接蛋白和代谢相关信号通路

阿特拉津可对雄性脊椎动物生殖系统造成不良影响,但其中分子机制尚不明了。本文作者将非洲爪蟾(Xenopus laevis)暴露于100 ppb的阿特拉津120 d,利用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)技术检测了非洲爪蟾睾丸和卵巢中蛋白图谱的变化,结果显示100 ppb阿特拉津可影响爪蟾发育,延迟和阻碍雄性细精管的形成。组学分析显示,睾丸中143种以及卵巢中121种蛋白均表达异常,这些蛋白与细胞凋亡、细胞间紧密连接以及代谢途径相关。
精选自Xiuping Chen, Jiamei Wang, Haojun Zhu, Jiatong Ding and Yufa Peng. Proteomics analysis of Xenopus laevis gonad tissue following chronic exposure to atrazine. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 34, Issue 8, pages 1744–1750, August 2015. DOI: 10.1002/etc.2980
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.2980/full     

蛋白组学分析揭示出阿特拉津对非洲爪蟾的生殖毒性源于其诱导生殖细胞凋亡并干扰紧密连接蛋白和代谢相关信号通路

阿特拉津可对雄性脊椎动物生殖系统造成不良影响,但其中分子机制尚不明了。本文作者将非洲爪蟾(Xenopus laevis)暴露于100 ppb的阿特拉津120 d,利用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)技术检测了非洲爪蟾睾丸和卵巢中蛋白图谱的变化,结果显示100 ppb阿特拉津可影响爪蟾发育,延迟和阻碍雄性细精管的形成。组学分析显示,睾丸中143种以及卵巢中121种蛋白均表达异常,这些蛋白与细胞凋亡、细胞间紧密连接以及代谢途径相关。
精选自Xiuping Chen, Jiamei Wang, Haojun Zhu, Jiatong Ding and Yufa Peng. Proteomics analysis of Xenopus laevis gonad tissue following chronic exposure to atrazine. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 34, Issue 8, pages 1744–1750, August 2015. DOI: 10.1002/etc.2980
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.2980/full     

蛋白组学分析揭示出阿特拉津对非洲爪蟾的生殖毒性源于其诱导生殖细胞凋亡并干扰紧密连接蛋白和代谢相关信号通路

阿特拉津可对雄性脊椎动物生殖系统造成不良影响，但其中分子机制尚不明了。本文作者将非洲爪蟾(Xenopus laevis)暴露于100 ppb的阿特拉津120 d，利用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)技术检测了非洲爪蟾睾丸和卵巢中蛋白图谱的变化，结果显示100 ppb阿特拉津可影响爪蟾发育，延迟和阻碍雄性细精管的形成。组学分析显示，睾丸中143种以及卵巢中121种蛋白均表达异常，这些蛋白与细胞凋亡、细胞间紧密连接以及代谢途径相关。
精选自Xiuping Chen, Jiamei Wang, Haojun Zhu, Jiatong Ding and Yufa Peng. Proteomics analysis of Xenopus laevis gonad tissue following chronic exposure to atrazine. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 34, Issue 8, pages 1744–1750, August 2015. DOI: 10.1002/etc.2980
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.2980/full     

农药对秀丽隐杆线虫毒性效应及其机制的研究进展

随着大量农药被广泛的使用并最终汇聚到环境介质中,对生态环境和人体健康产生潜在影响。秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)是土壤中最丰富的后生动物,在土壤生态系统中具有重要地位,并作为一种重要的模式生物广泛应用于环境毒理学研究。本文从秀丽隐杆线虫常用的毒理学研究方法入手,以致死率、生长发育、运动行为、繁殖、活性氧自由基(ROS)水平、细胞凋亡水平、相关基因表达量和蛋白水平等作为测试指标,归纳总结农药对秀丽隐杆线虫的衰老性、神经及生殖系统的毒性效应,分析探索其毒性机理,并展望了未来的研究重点。     

7种金属离子对中国林蛙和中华大蟾蜍蝌蚪的急性毒性比较研究

为评估Cu2+,Hg2+,Cr6+,Cd2+,Li+,Al3+和Co2+7种金属离子对中国林蛙(Rana Chensinensis)和中华大蟾蜍(Bufo gargarizans)蝌蚪的急性毒性效应,采用生物毒性试验方法对中国林蛙和中华大蟾蜍36期蝌蚪,进行上述7种金属离子的急性毒性试验,分别测定了这7种金属离子对中国林蛙蝌蚪和中华大蟾蜍蝌蚪的半数致死浓度(LC50)。此外,分析了中国林蛙和中华大蟾蜍36期蝌蚪的肥满度、肝指数等形态指标。结果显示,Cu2+、Hg2+、Cr6+、Cd2+、Li1+、Al3+、Co2+对中国林蛙蝌蚪的96h-LC50分别为0.270 mg·L-1、0.803 mg·L-1、2.375 mg·L-1、7.351 mg·L-1、11.273 mg·L-1、17.265 mg·L-1和20.973 mg·L-1。对中华大蟾蜍蝌蚪的96 h-LC50分别0.593 mg·L-1、0.593 mg·L-1、2.827 mg·L-1、2.592 mg·L-1、12.656 mg·L-1、14.020 mg·L-1和57.435 mg·L-1。中国林蛙蝌蚪对Cu2+、Cr6+、Li+、Co6+4种金属离子的敏感性相对较高,而中华大蟾蜍蝌蚪对Hg2+、Cd2+、Al3+3种金属离子的敏感性相对较高。形态指标的差异是中国林蛙与中华大蟾蜍蝌蚪对同一金属离子敏感性差异的原因之一。     

热带爪蟾(Xenopus tropicalis)胚胎在生态毒理学中的应用前景

首先介绍了热带爪蟾(Xenopus tropicalis)作为新的模式动物的发展过程以及热带爪蟾基因组学方面的研究进展,概述了非洲爪蟾(X.laevis)胚胎在生态毒理学中的应用。在此基础上,详细讨论了热带爪蟾胚胎在污染物致毒效应和作用机理、毒理学理论和环境样品生态毒性检测等方面的应用现状和前景。最后,简要介绍了目前国内外有关热带爪蟾网站、书籍和养殖等方面的信息资源。