碳纳米管的免疫毒性研究

碳纳米管已经以各种不同的方式进入我们的生活,因此,对碳纳米管可能给人们的健康与安全带来的影响需要有足够的认识.本文就近年来对碳纳米管引起免疫细胞毒性的研究进展进行综述,为人们进一步认识和更好地应用碳纳米管奠定基础.     

碳纳米管生殖毒性及其毒作用机制研究进展

随着碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)在各个领域应用的增加,人们接触到CNTs的几率也随之增加,越来越多的人开始关注CNTs对于人体是否具有毒性及其毒性的大小,近些年的体内和体外研究显示,CNTs可对生物体(如小鼠、斑马鱼、赤子爱胜蚓等)生殖系统产生毒性并遗传给后代,影响后代生长发育。本综述主要从CNTs种类、官能化和CNTs悬浮液中团聚体尺寸及所含杂质3个方面探讨CNTs的生殖毒性及毒作用机制,以及影响其毒性及毒作用机制的因素,从而为CNTs更加安全有效的应用提供依据。     

活性氧参与多壁碳纳米管诱导的RAW264.7细胞毒性

碳纳米管以其独特的结构和性能,在生物医药和电子等领域广泛应用,而其生态安全性也成为科学界关注的焦点。为探究多壁碳纳米管(MWCNTs)诱导的细胞毒性机制,将小鼠肺泡巨噬细胞(RAW264.7)暴露于6个浓度梯度(0、25、50、100、150和200μg.mL-1)的MWCNTs中,应用噻唑蓝(MTT)法测定细胞存活率,用2’,7’-二氯荧光素二乙酸(DCFH-DA)荧光染色法测定细胞内活性氧的生产量,用流式细胞方法测定MWCNTs对细胞周期的影响。同时使用抗氧化剂氮乙酰半胱氨酸(NAC)验证MWCNTs诱导的细胞氧化损伤的作用机理。结果显示,MWCNTs对RAW264.7的细胞毒性呈剂量依赖性。暴露于不同浓度的MWCNTs(25、50、100、150和200μg.mL-1)下24h后,细胞活力分别为对照的74%、62%、59%、51%和45%。MWCNTs对RAW264.7的周期阻滞作用主要发生在G0/G1期。200μg.mL-1的MWCNTs处理3h后活性氧较对照组上升6.6倍。NAC对MWCNTs细胞毒作用有明显的抑制作用,且NAC能减弱MWCNTs对RAW264.7的细胞周期阻滞作用。研究表明,活性氧能够介导MWCNTs对小鼠巨噬细胞RAW264.7的损伤,并且MWCNTS通过细胞周期G0/G1期的阻滞,诱导细胞凋亡。     

单壁碳纳米管对太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)的毒性效应及生物体防御机制研究

碳纳米管的生态安全和健康风险日益受到人们的广泛关注。本文采用典型的海洋底栖生物——太平洋牡蛎(Crassostrea gigas, C. gigas)作为受试生物,研究了单壁碳纳米管(Single-Walled Carbon Nanotubes, SWCNTs)暴露对其造成的毒性效应及牡蛎自身的防御机制,以期为碳纳米管的海洋生态风险评价提供科学依据。在0.1～10 mg·L~(-1)的SWCNTs暴露96 h后,太平洋牡蛎鳃和消化腺中的丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量显著增加(P≤0.05),总超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和过氧化氢酶(catalase, CAT)活性呈现显著的剂量依赖性升高(P≤0.05),cat、hsp70、aox及caspase-7等基因的相对表达量显著上调(P≤0.05)。相比于单独暴露,P-gp蛋白抑制剂Tariquidar与SWCNTs的复合暴露显著增加了鳃和消化腺中MDA含量,产生了更严重的氧化损伤。这些结果表明,SWCNTs暴露对太平洋牡蛎的鳃和消化腺造成了一定程度的氧化损伤,而牡蛎体内的抗氧化系统和多外源性物质抗性机制在防御SWCNTs的过程中起到了至关重要的作用。     

多壁碳纳米管对水稻幼苗的植物毒性研究

考察了浓度为10、50和100 mg·L~(-1)的多壁碳纳米管(MWCNTs)的植物毒性,通过测量水稻生长指数、根系氧化应激反应、细胞膜损伤和生理功能的变化,探索了其具体的毒性机制。将水稻幼苗暴露于不同浓度的MWCNTs悬浮液中培养10 d后,高浓度处理组(100 mg·L~(-1))中水稻幼苗地上部分和根系鲜重分别降低至对照组的87.6%±1.1%和69.2%±7.8%。对根系深入研究发现氧化应激反应和细胞膜的损伤主要出现在高浓度处理组,此时过氧化氢酶(CAT)活性由对照组的(8.8±1.6)U·mg-1prot(protein,蛋白质)增加至(16.3±2.8)U·mg-1prot,丙二醛(MDA)含量由对照组的(8.0±0.3)μmol·g-1FW(fresh weight,鲜重)增加至(15.1±1.4)μmol·g-1FW。然而,水稻根系的生化酶活性在低浓度(10 mg·L~(-1))时就开始明显降低。通过透射电镜(TEM)观察发现,MWCNTs颗粒分布在水稻幼苗根系细胞内,从而证实了MWCNTs能被植物细胞吸收。     

多壁碳纳米管引起白鼠肺部毒性的评价(Comparative Pulmonary Toxic Assessment of Mutil-Wall Carbon Nanotubes in Rats)

以雄性Wistar大白鼠为研究对象,观察了多壁碳纳米管(MWNTs)体内暴露后肺部的病理学变化.采用气管注入方式将直径为40～60nm多壁碳纳米管(40～60MWNTs)和直径小于10nm的多壁碳纳米管(10MWNTs)暴露于大白鼠的体内,同时分别采用纳米二氧化硅(SiO2)和乙炔碳黑(Cb)作为阳性和阴性对照.实验结果表明:实验中采用的纳米颗粒均不同程度地引起了肺部的损伤,同剂量下损伤严重程度顺序为:Cb>10MWNTs>40～60MWNTs>SiO2.多壁碳纳米管对肺部损伤的程度与剂量呈依赖关系,当在低剂量(1mg·kg-1)时,40～60MWNTs仅仅对肺部引起了轻微的炎症损伤,随着剂量的增大,多壁碳纳米管对肺部的损伤越来越严重,出现明显的病理损伤.     

2种类型多壁碳纳米管对蛋白核小球藻的毒理研究

碳纳米材料由于其具有优异的性能,得以广泛生产和使用,其不可避免会进入水环境中,对水生生态系统造成潜在影响。多壁碳纳米管(P-MWCNTs)和羟基化多壁碳纳米管(MWCNTs-OH)作为纳米材料的典型代表,应用非常广泛,其潜在的环境效应受到人们越来越多的关注。为此,本文以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)作为受试生物,通过暴露实验,研究了P-MWCNTs和MWCNTs-OH对蛋白核小球藻的生物学效应。研究结果表明：1)当P-MWCNTs浓度≤10 mg·L-1、MWCNTs-OH≤20 mg·L-1浓度时对蛋白核小球藻生长未造成影响;2)暴露96 h后,当P-MWCNTs≤10 mg·L-1、MWCNTs-OH浓度≤20 mg·L-1时,蛋白核小球藻细胞可溶性蛋白质含量增加,当P-MWCNTs浓度≥20 mg·L-1、MWCNTs-OH浓度≥40 mg·L-1时,2种类型MWCNTs均对蛋白核小球藻造成毒性效应;3)随着2种类型MWCNTs浓度的增加,蛋白核小球藻细胞总抗氧化能力(T-AOC)值减少,蛋白核小球藻细胞丙二醛(MDA)含量显著增加,细胞的健康程度逐渐恶化,细胞结构受到严重损伤;4)MWCNTs-OH比P-MWCNTs具有更好的生物相容性。     

羧基化多壁碳纳米管对蛋白核小球藻的生物学效应研究

碳纳米材料由于其具有优异的性能,得以广泛生产和使用,因而不可避免地进入水环境中,对水生生态系统造成潜在的影响。羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)作为功能化多壁碳纳米管的一种,其应用亦非常广泛,其潜在的环境效应受到人们越来越多的关注。以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)作为受试生物,通过暴露实验研究了MWCNTs-COOH对蛋白核小球藻的生物学效应。研究结果表明:1)MWCNTs-COOH在中高浓度以下(≤20 mg·L~(-1))未对C.pyrenoidosa生长造成影响;2)暴露96 h后,中、高浓度(10、20 mg·L~(-1))促进C.pyrenoidosa细胞可溶性蛋白的合成,但在高浓度(≥40 mg·L~(-1)),MWCNTsCOOH对C.pyrenoidosa造成毒性效应;3)随着MWCNTs-COOH浓度的增加,C.pyrenoidosa细胞总抗氧化能力(T-AOC)值减少,C.pyrenoidosa细胞丙二醛(MDA)含量显著增加,细胞的健康程度逐渐恶化,细胞结构受到严重损伤。     

人工纳米颗粒的植物毒性及其在植物中的吸收和累积

人工纳米颗粒(engineered nanoparticles,ENPs)在被广泛应用的同时,其潜在的环境风险和对健康的影响引起国内外的广泛重视。植物是人们的主要食物来源,ENPs可能被植物吸收并累积在可食部分,随食物链进入人体而引起健康风险。因此,ENPs的植物毒性及其在植物中的吸收和累积受到越来越多的关注。总结了ENPs的植物毒性及植物对ENPs的吸收、运输和累积,讨论了可能的致毒机制、影响其毒性的因素以及植物的解毒机制,并对未来应该注重开展的研究进行了展望。     

地下水砷污染形成机制研究进展

地下水砷污染是全球饮用水的主要威胁之一,目前全世界有超过一亿人受砷污染地下水问题的困扰.因此,深入研究地下水砷污染的形成机制,对预测地下水中砷的分布及解决地下水砷污染问题具有重要意义.本文在归纳总结前人相关研究的基础上,综述了关于地下水砷污染形成机制的不同解释及最新研究进展,重点阐述了铁氧化物还原溶解释放砷机制,并详细...     

农药对农田蜘蛛生态效应的研究进展

农药对农田蜘蛛的生态效应是进行农田害虫综合防治的生态学基础.本文综述了农田蜘蛛接触和吸收农药的主要途径、农药对蜘蛛的生态效应、蜘蛛对农药的抗性以及农药对蜘蛛的致死效应等研究现状.关于农药对农田蜘蛛亚致死效应的研究,特别是分子、生化、生理、行为等方面的异常,国内外报道不多,因此这方面的研究工作有待于进一步加强.参47     

离子强度对吸附影响机理的研究进展

本文介绍了水溶液中离子或分子的水合、吸附剂表面的双电层模型以及内层与外层表面络合物,在此基础上讨论了离子强度对吸附的影响.一般来说,溶液的离子强度增大时,吸附质与吸附剂之间的静电作用减弱,疏水作用增强,络合作用变化不大.电解质离子能通过与吸附质离子产生离子交换竞争、对吸附质产生盐析或盐溶效应、改变溶液中大分子吸附质分子的大小、与吸附质离子形成离子对等方式影响吸附。     

多溴联苯醚的环境毒理学研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)是一类广泛使用的溴代阻燃剂,其大量生产和使用导致了越来越严重的环境污染.由于PBDEs具有较高的亲脂性,化学性质比较稳定,它们可远距离传输到地球各种环境介质中,并通过食物链累积放大,在生物体内蓄积产生毒性效应.本文针对近年来PBDEs毒性效应和致毒机制的研究进展,从PBDEs的内分泌干扰毒性、发...     

异常环境电磁场对生物影响的研究进展

物理学的研究表明,在地球的大气环境中存在一个巨大的电场,大气电离层的电势约为360 kV,地球表面的电势约为130 kV;地球又是一个大磁球,地球表面磁场的磁感应强度约为10~-5T,地球上生物就是在这样的环境电磁场中繁衍和进化.然而,在现代社会中,随着电力和电子信息技术的飞速发     

受体模型应用于典型持久性有毒物质的来源解析研究进展

阐述了常用的受体模型化学质量平衡模型(CMB),正定矩阵因子分解模型(PMF)、因子分析/多元线型回归(FA/MLR)、绝对因子得分/多元线性回归(AFS/MLR)、非负约束的因子分析模型(FA-NNC)和同位素来源解析技术(CSRA)的方法和原理,总结了受体模型应用于三种典型持久性有毒物质(PTS)PAHs,PCDD/Fs和PCBs的来源解析研究进展,并对PTS类污染物来源解析的发展趋势和我国源解析研究亟待解决的问题进行展望.     

用分子连接指数研究氯代芳香族化合物对绿藻的毒性及QSAR分析

本文测定了一批氯代芳香族化合物对羊角月牙藻的急性毒性,运用分子连接性指数分析了化合物结构与其毒性之间的定量关系,并用逐一抽取法检验比较了模型的稳健性.     

有机毒物对水蚤的急性毒性

对水蚤的毒笥试验数据是被广泛用于评价化合物水生生态效应的重要依据，检测有机化合物的毒性时，需特别注意待测物的难溶性，挥发性及易光解性，检测了多种氯代芳烃的ＥＣ５０值，其１８ｈ的结果与２４ｈ的结果相近，检测了２４种硝基芳烃的毒性，不同方法计算的ＥＣ５０值一致。     

Fenton及Photo-Fenton反应研究进展

Fenton反应自发现以来一直广泛用于不同的氧化反应.近年来,Fenton及Photo-Fenton作为一种新的有效的高级氧化技术应用于环境污染的处理领域.本文简要介绍了Fenton及Photo-Fenton反应的机理和应用在催化氧化领域中的研究进展.