纳米银毒理学研究进展

纳米银因其优越的抗菌性能被广泛应用于环境、农业、医药等领域.以往的研究从体内试验和体外试验方面对纳米银的健康影响及其作用机制进行了探讨,然而,由于研究设计或研究条件等方面的限制,以往的研究结果仍存在一些不足,迄今为止,有关纳米银对健康的影响及其作用机制仍不很清楚.综述了近年来在纳米银毒理学研究方面所取得的进展以及目前研...     

粒径和包裹物对纳米银在海洋微藻中的毒性影响

纳米银由于其独特的抗菌特性广泛应用于工商业领域.通过研究3种不同粒径和包裹物的纳米银对典型海洋微藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的毒性效应,进一步丰富纳米银对藻类毒性效应及其作用机制的认识.结果表明3种纳米银对硅藻细胞生长都有不同程度的生长抑制效应,其毒性大小依次为10 nm-OA10 nm-PVP20 nm-PVP.在细胞毒性方面,相同粒径的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)包裹的纳米银比油胺包裹(OA)的纳米银毒性更小;而相同包裹物的10 nm和20 nm两种尺寸的纳米银的毒性效应主要取决于其在水环境中的粒径和浓度,在浓度小于500μg·L~(-1)时,大粒径的纳米银毒性更大;在浓度≥500μg·L~(-1)时,小粒径的纳米银毒性更大.在光合毒性方面,50μg·L~(-1)的10 nm-PVP显著上调3Hfcp A的表达(P0.05)和显著下调D1的表达(P0.05),10 nm-OA在浓度为500μg·L~(-1)显著上调3Hfcp A的表达(P0.05),而20nm-PVP处理组没有显著性变化,说明光合作用相关基因的表达对小粒径PVP包裹的纳米银更敏感.本研究结果表明,纳米银对海洋微藻的毒性是由粒径大小、包裹物类型、暴露介质以及暴露浓度等多方面因素共同决定的.纳米银的粒径越小毒性越大,粒径对纳米银的毒性效应影响很大;而包裹物通过影响纳米银在水介质中的粒径大小间接影响纳米银的毒性效应.     

纳米银对污水生物处理影响及其归宿研究进展

纳米银由于具有优良的杀菌性能,已经被广泛使用在纺织品、医药和家居等方面。由于人类活动的影响,纳米银不可避免地从含有纳米银的商品上释放出来,并随着城市下水道系统进入城市污水处理厂。因此,城市污水处理厂成为了纳米银进入自然环境前的重要载体。生物处理是城市污水处理厂的常规过程,纳米银的流入可能会对污水处理效率产生不利影响。因此,系统总结纳米银对氮、磷和有机物去除的影响,归纳纳米银进入污水处理厂后的变化和归宿,以期能为纳米银的环境风险研究提供参考。     

喀斯特洞穴甲烷研究进展

甲烷是最主要的温室气体之一。此前对全球甲烷进行了大量的观测和模拟研究,但在源汇关系和通量的认识上仍存在较大的不确定性。近期研究发现,广泛分布的喀斯特地下空间(洞穴和裂隙等)是大气甲烷重要的汇;其作用机制主要有微生物氧化作用和物理化学作用,但对二者的影响大小认识不足;喀斯特洞穴甲烷碳库大小及其对喀斯特生态系统的影响认识尚不清楚。下一步工作应该加强洞穴甲烷的系统研究,分析甲烷的碳汇机制以及估算碳库大小;同时,加强喀斯特生态系统大气、土壤和洞穴甲烷通量的研究,以揭示喀斯特地下空间对生态系统碳循环的影响。     

纳米银对小球藻光合作用和呼吸作用的影响

使用硼氢化钠还原硝酸银,聚乙烯醇(PVA)作为分散剂,制备出粒径为(7 ± 3)nm的纳米银,分别使用计数法和溶解氧法,研究了纳米银对小球藻(Chlorella vulgaris)生长、光合作用和呼吸作用的影响,并调查了对叶绿素a的抑制状况.结果显示,黑暗条件下加入3mg/L的纳米银,基本抑制了小球藻的呼吸作用,当暴露于4mg/L的纳米银时,小球藻生长的抑制率为93%;而光照条件下加入10mg/L纳米银时,才能抑制其光合作用,此时对小球藻生长的抑制率达到90%.光照时,叶绿素a在10mg/L纳米银的作用下,抑制率达到77%.研究表明了纳米银对小球藻呼吸作用有很强的抑制作用,对光合作用的影响可能通过抑制叶绿素a的合成或破坏叶绿体的结构来完成;光照能够明显减弱纳米银的毒性.     

环境雌激素的男性生殖健康效应

概述了近年来国内外学者对内分泌干扰物健康效应的解释，及其对环境雌激素作用的新认识和男性生殖健康的影响。重点讨论了环境雌激素对男性生殖系统结构和功能的影响，以及造成男性生殖健康不良效应的可能作用机理及其最新研究进展，并简要介绍了对环境雌激素健康机制的进一步研究方向。根据报道，环境雌激素可以通过模拟天然雌激素的受体结合机制，干扰生物体内正常的内分泌生物机制，并使生殖系统的肿瘤发病率上升。     

纳米银和银离子对土壤中硝化微生物及其氨氧化速率的影响

为研究纳米银对土壤硝化微生物及其氮转化的影响,采用土壤培养方式,对不同剂量纳米银(10、50、100 mg·kg~(-1))和银离子(1、5、10 mg·kg~(-1))暴露下黄棕壤和水稻土硝化细菌数量、土壤酶活性、amoA基因丰度、NH_4~+-N与NO_3~--N含量变化以及土壤潜在氨氧化速率进行研究.结果表明,纳米银和银离子暴露后,2种土壤亚硝酸细菌和硝酸细菌数量显著减少;土壤酶活性受到抑制,对脲酶的影响大于过氧化氢酶;土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的amoA基因丰度均降低,对AOB基因丰度的影响大于AOA.在2种土壤中外源添加(NH_4)_2SO_4时,随着纳米银和银离子暴露剂量增加,土壤NH_4~+-N含量累积,NO_3~--N含量减少,氨氧化速率降低,铵态氮向硝态氮的转化受阻.综上所述,纳米银和银离子对土壤硝化微生物产生毒害作用并影响铵态氮转化,且影响程度与土壤理化性质有关.     

上海地区行道树花粉及其对环境的影响

行道树是城市绿化的重要组成部份之一。行道树种选择的合理与否,直接涉及城市绿化效果。然而,以往对行道树种类的选择,主要着重于其遮荫功能、对环境的美化及树木的配置等,而对人体健康的影响考虑不足。在空气传播的花粉中,含有相当数量的致敏花粉,其中行道树花粉占了一定比例。它是导致季节性呼吸道变态反应的最重要因素。因此,研究上海地区行道树花粉及其对环境的影响,很有必要。     

土壤侵蚀径流水动力学特性及其影响因素的研究进展

坡面径流是土壤侵蚀的主要动力因素之一,研究坡面径流水动力学特性的变化规律及其影响因素对于深入认识土壤侵蚀机制具有重要意义。本文跟踪和报道了国内外土壤侵蚀径流水动力学特性指标的测算方法及其影响因素等方面的最新研究进展,在深入分析当前研究的不足的基础上,指出了今后开展土壤侵蚀水动力学研究的方向和重点领域。     

大气颗粒物暴露对人类生殖健康的影响

我国正面临着广泛的颗粒物污染以及愈发严峻的生殖健康威胁,近年来关于大气颗粒物暴露对人类生殖健康的影响研究受到越来越多的关注。但受限于各地污染物组分的差异和研究设计的不一致等原因,部分研究结果存在较大的差异,相关机制探索也处于初级阶段。在系统调研国内外研究文献的基础上,综述了大气颗粒物的分布特征以及大气颗粒物暴露对男性和女性生殖健康的影响、与不良妊娠结局的关系、对生殖健康影响可能的机制等方面的研究进展,并对个体暴露水平评估、大气颗粒物污染对人类生殖健康的影响指标表征、个体易感性、暴露窗口期等研究进行了展望。     

Silver nanoparticles tolerant bacteria from sewage environment

Silver nanoparticle (SNP) is a threat to soil, water and human health. Protection of environment from silver nanoparticles is a major concern. A sewage isolate, Bacillus pumilus treated with SNPs showed similar growth kinetics to that without nanoparticles. A reduction in the amount of exopolysaccharides was observed after SNPs – B. pumilus culture supernatant interaction. The Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) peaks for the exopolysaccharides extracted from the bacterial culture supernatant and the interacted SNPs were almost similar. The exopolysaccharide capping of the SNPs was confirmed by UV-Visible, FT-IR and X-ray di raction analysis. The study of bacterial exopolysaccharides capped SNPs with E. coli, S. aureus and M. luteus showed less toxicity compared to uncoated SNPs. Our studies suggested that the capping of nanoparticles by bacterially produced exopolysaccharides serve as the probable mechanism of tolerance.     

Metabolites change of Scenedesmus obliquus exerted by AgNPs

With increasing emission of silver nanoparticles (AgNPs) into the environment, it is important to understand the effects of ambient concentration of AgNPs. The biological effects of AgNPs on Scenedesmus obliquus, a ubiquitous freshwater microalgae, was evaluated. AgNPs exerted a minor inhibitory effect at low doses. Non-targeted metabolomic studies were conducted to understand and analyze the effect of AgNPs on algal cells from a molecular perspective. During the 48?hr of exposure to AgNPs, 30 metabolites were identified, of which nine had significant changes compared to the control group. These include d-galactose, sucrose, and d-fructose. These carbohydrates are involved in the synthesis and repair of cell walls. Glycine, an important constituent amino acid of glutathione, increased with AgNP exposure concentration increasing, likely to counteract an increased intracellular oxidative stress. These results provide a new understanding of the toxicity effects and mechanism of AgNPs. These metabolites could be useful biomarkers for future research, employed in the early detection of environmental risk from AgNPs.     

纳米零价铁在水处理中的应用研究综述

纳米零价铁(nZVI)作为最常用的纳米颗粒之一,在去除环境水体中的污染物方面开展了大量的研究.本篇综述通过系统全面地总结nZVI的相关进展,介绍nZVI的各个方面进而指导其发展方向.其中,研究内容主要包括制备方法、改性方式、去除不同水中污染物的作用机理和催化机理、在场地研究中的应用以及毒性作用机制.本文发现,纳米零价铁仍存在缺少综合评价方法、应用受限、各项研究不同步等问题.nZVI未来的发展,应具备考虑反应性、稳定性、迁移性、毒性的评价方法,避免同一改性材料在不同研究方向的时间差异性,让nZVI的应用更好地适用实地研究.     

抗生素和纳米银对大肠杆菌耐药性的联合效应

以大肠杆菌（E.coli）为模式生物,研究了磺胺类抗生素（SAs）和纳米银（AgNPs）在单一或联合作用下对RP4质粒接合转移效应及E.coli突变效应的影响,并对联合作用方式进行了判别,基于分子对接技术和线性回归分析,探讨了两种效应的机制及其与毒性效应的关系.结果表明,在较低浓度范围内,所测12种SAs以及AgNPs在单一或联合暴露下对接合转移和突变均有促进作用,12组SAs-AgNPs混合物对接合转移频率促进率峰值的最大值和最小值分别为105.32%和46.96%,对突变体促进率峰值的最大值和最小值分别为1410.25%和238.38%.此外,SAs和AgNPs联合暴露对RP4质粒接合转移效应主要表现为协同作用,对E.coli突变效应主要表现为拮抗作用,且接合转移效应、突变效应与毒性效应之间具有良好的相关性.     

抗生素和纳米银对大肠杆菌耐药性的联合效应

以大肠杆菌（E.coli）为模式生物,研究了磺胺类抗生素（SAs）和纳米银（AgNPs）在单一或联合作用下对RP4质粒接合转移效应及E.coli突变效应的影响,并对联合作用方式进行了判别,基于分子对接技术和线性回归分析,探讨了两种效应的机制及其与毒性效应的关系.结果表明,在较低浓度范围内,所测12种SAs以及AgNPs在单一或联合暴露下对接合转移和突变均有促进作用,12组SAs-AgNPs混合物对接合转移频率促进率峰值的最大值和最小值分别为105.32%和46.96%,对突变体促进率峰值的最大值和最小值分别为1410.25%和238.38%.此外,SAs和AgNPs联合暴露对RP4质粒接合转移效应主要表现为协同作用,对E.coli突变效应主要表现为拮抗作用,且接合转移效应、突变效应与毒性效应之间具有良好的相关性.     

Intracellular biosynthesis of Au and Ag nanoparticles using ethanolic extract of Brassica oleracea L. and studies on their physicochemical and biological properties

In this present study, we reported broccoli (Brassica oleracea L.) as a potential candidate for the synthesis of gold and silver nanoparticles (NPs) in green chemistry method. The synthesized metal nanoparticles are evaluated their antimicrobial efficacy against different human pathogenic organisms. The physico-chemical properties of gold nanoparticles were analyzed using different analytical techniques such as a UV–Vis spectrophotometer, Field Emission Scanning Electron Microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction and a Fourier Transform Infrared spectrophotometer. In addition, gold and silver NP antimicrobial efficacy was checked by disc diffusion assay. UV–Vis color intensity of the nanoparticles was shown at 540 and 450 nm for gold and silver nanoparticles respectively. Higher magnification of the Field Emission Scanning Electron Microscopy image shows the variable morphology of the gold nanoparticles such as spherical, rod and triangular shapes and silver nanoparticles were seen in spherical shapes. The average spherical size of the particles was observed in 24–38 nm for gold and 30–45 nm for silver NPs. X-ray diffraction pattern confirmed the presence of gold nanoparticles and silver nanoparticles which were crystalline in nature. Additionally, the functional metabolites were identified by the Fourier Transform Infrared spectroscopy. IR spectra revealed phenols, alcohols, aldehydes (sugar moieties), vitamins and proteins are present in the broccoli extract which are accountable to synthesize the nanoparticles. The synthesized gold and silver NPs inhibited the growth of the tested bacterial and fungal pathogens at the concentration of 50 μg/mL respectively. In addition, broccoli mediated gold and silver nanoparticles have shown potent antimicrobial activity against human pathogens.     

大气污染对居民健康影响研究进展

随着经济飞速发展,中国面临严峻的大气污染形势,这给人群健康造成极大威胁.本文在梳理国内外文献的基础上,从研究内容和方法出发归纳评述大气污染对居民健康的影响.从中可以发现,当前研究内容集中在宏观区域层面健康损失核算、健康损失的经济代价评估及控制大气污染的潜在健康收益等方面,微观个体层面的研究相对匮乏.其中,微观个体层面又以国外流行病案例研究为主,国内研究尚处于定性的起步阶段.大气污染对居民健康影响的定量评估方法呈增多趋势,除元分析、泊松回归、人力资本法、支付意愿法和疾病成本法外,投入产出和可计算的一般均衡模型等也得到广泛应用.总体来看,大气污染对居民健康的毒性作用机制主要表现为长期慢性和短期急性效应,同时也涉及社会经济、自然条件、行为偏好及个体生理等诸多要素,虽然当前研究深度和广度大为拓展,但未来仍需加强国内流行病案例研究、注重宏观区域与微观个体的融合、聚焦健康视角下污染物削减分配及重视基础数据库建设等,以期为构建系统的大气污染与居民健康分析框架奠定基础.     

PM2.5的健康危害、毒理效应与作用机制的研究

大气颗粒物对人体健康的影响在世界范围内引起关注,尤其是细粒子（PM_2.5,fine particulate matter）因粒径小、成分复杂,对人体健康的影响尤为突出。PM_2.5的毒理效应与作用机制是当前研究的热点,分析其研究现状与存在问题能更好地把握其核心领域并开展更进一步的研究。基于文献检索与分析,系统梳理了PM_2.5危害导致的疾病类型;介绍了PM_2.5毒理研究的主要实验手段;讨论当前认知的PM_2.5毒理效应（包括PM_2.5不同组分、不同来源、不同季节的影响）;汇总PM_2.5毒理作用机制研究方法的原理、特点、检测指标与测定方法,解析目前研究认为的五种主要的PM_2.5毒理作用机制。在分析已有研究成果的基础之上,就PM_2.5毒理实验、方法和研究内容方面存在的不足进行讨论,并提出今后需要重点开展的研究方向,以期为PM_2.5健康危害的准确评估和有效防治提供科学依据。     

银纳米颗粒对黄菖蒲早期生长和生理特征的影响

N-AgNPs（银纳米颗粒）暴露对湿地植物的生长发育有重要影响,而N-AgNPs对大型湿地植物黄菖蒲（Iris pseudacorus）的影响尚不清楚.选取湿地植物黄菖蒲为受试物种,采用室内土培法分析柠檬酸钠包覆的N-AgNPs对黄菖蒲早期生长和生理特征的影响.结果表明:①不同ρ（N-AgNPs）〔分别为0、5、10、15、20 mg/L,依次记为N0（对照）、N5、N10、N15、N20〕处理和作用时间均会影响黄菖蒲生长和生物量积累.培养初期（0~14 d）,N5、N10处理会抑制黄菖蒲生长,而N15、N20处理会促进黄菖蒲生长;培养后期（14~35 d）,不同ρ（N-AgNPs）处理均抑制黄菖蒲生长.整个培养期内（0~35 d）,N5、N10处理均抑制黄菖蒲地上、地下生物量积累,而N20处理会促进黄菖蒲地上、地下生物量积累.②不同ρ（N-AgNPs）处理均降低了黄菖蒲叶绿素含量,提高了PSⅡ（光系统Ⅱ）反应中心的光能转换效率,降低了光氧化损伤的发生率;N5、N10、N15处理下黄菖蒲叶片PSⅡ功能反应中心的开放度降低、光合电子传递速率（ETR）变慢;N5和N20处理下黄菖蒲叶片光合电子传递活性（qP）增大,而N10和N15处理下光合电子传递活性降低.③各ρ（N-AgNPs）处理均显著降低了黄菖蒲叶片中的丙二醛含量,膜脂过氧化作用减弱;同时,增加了黄菖蒲叶片中w（脯氨酸）,对黄菖蒲产生较强的胁迫.研究显示,随着培养浓度的增加,ρ（N-AgNPs）对黄菖蒲生物量累积的影响由抑制作用变为促进作用;各ρ（N-AgNPs）处理均会降低黄菖蒲的叶绿素含量、增加w（脯氨酸）,对黄菖蒲的生长产生胁迫.      

表面增强拉曼散射技术鉴别大肠杆菌和志贺氏菌的研究

以整个大肠杆菌和志贺氏菌为研究对象,通过和纳米银颗粒混合制片,利用表面增强拉曼效应检测并区分大肠杆菌和志贺氏菌.结果表明,未与纳米银颗粒混合的大肠杆菌和志贺氏菌没有明显的拉曼信号,而与纳米银颗粒混合后有明显的拉曼信号,二者有明显的区别,且重现性良好,可为鉴别大肠杆菌和志贺氏菌病原体研究及实际应用提供依据.