Effects of stable aqueous fullerene nanocrystal (nC60) on Daphnia magna: Evaluation of hop frequency and accumulations under different conditions

We investigated the effects of environmental factors and properties of water-stable crystal fullerene (nC60) on the uptake of nC60 by Daphnia magna based on known accumulation in our laboratory. This study was performed for seven days using different environmental factors including temperature, pH, water hardness, concentration (density of particle), and particle size. Results demonstrated that body burden of C60 increased with time in all experiments. Body burden of C60 increased with increasing concentration and particle size, and uptake of particles >100 nm reached their maximums more quickly than those <100 nm. Under high hardness in aqueous systems with lower pH and high temperature, uptake was higher than those under opposite conditions. Uptake in all batch tests reached balance within five days. Both nC60 properties and environmental factors influenced uptake of nC60 by D. magna in an aqueous system. Additionally, environmental factors may have affected accumulation by changing nC60 properties, which are critical to understand the accumulation of fullerenes in aqueous systems.     

人工纳米材料的生物效应及其对生态环境的影响

人工纳米材料由于具有独特的物理化学性质而得到广泛的应用,其对人体健康及环境的潜在影响也已引起科学界及政府部门的关注.通过总结近年来的相关研究资料,分类归纳了目前国内外对一些常见的人工纳米材料如富勒烯、碳纳米管、量子点、二氧化钛、纳米铁材料及纳米铝材料的生物和生态效应研究,详细总结了纳米材料毒理学的研究对象、研究方法以及最新研究成果,同时分析了各种纳米材料生物毒性的可能机制,最后对纳米材料安全性今后的研究方向进行了展望.     

富勒烯化学修饰与生物医学应用研究进展(Trends in Studies on Chemical Modification and Biomedical Applications of Fullerenes)

富勒烯以及内嵌金属富勒烯作为一种新型含碳纳米材料,由于其独特的结构和物理化学性质,在生物、医学、超导、光学及催化等多领域有着极为广阔的应用前景.在生物和医学领域,富勒烯及其衍生物具有抗氧化活性和细胞保护作用、抗菌活性、抗病毒作用、载带药物和肿瘤治疗等活性.但是富勒烯本身难以直接溶于生物友好介质中,且制备过程中残存的有机溶剂容易引起生物毒性,富勒烯需要进行合适的化学修饰来进一步改善其生物活性,这些问题已成为其在生物医学领域应用的主要障碍.在总结国内外相关研究基础上,论文重点综述了富勒烯及其衍生物的生物医学应用,同时对其化学修饰与毒性相关性研究进行了阐述.     

典型碳纳米材料在水中的凝聚特性比较

以富勒烯(C₆₀)和多壁碳纳米管(MWNTs)纳米颗粒悬浮液为对象,采用动态光散射技术对比研究了电解质、有机物等环境因素对其在水中凝聚和稳定性的影响.结果表明,电解质存在下,可通过压缩双电层作用使水中碳纳米材料发生凝聚反应,凝聚过程均符合经典的胶体稳定性(DLVO)理论;MWNTs较C₆₀稳定性弱、更易凝聚;两种纳米颗粒悬浮液对应的Na⁺、Mg²⁺ 和Ca²⁺的临界凝聚浓度均远高于其在天然水体中的含量.Na⁺和Mg²⁺凝聚体系中,腐殖酸(HA)可通过空间位阻作用抑制凝聚发生,且对C₆₀的抑制作用更强.HA可与Ca²⁺发生络合,强化纳米颗粒凝聚反应,并对MWNTs具有更强的强化凝聚作用.不同碳纳米材料和环境因子存在着不同的相互作用关系,将影响其在水中的稳定性.     

人工纳米材料富勒烯（C60）低剂量长期暴露对鲫鱼的氧化伤害

为更好地判断人工纳米材料(富勒烯,C60)对水生生物的潜在健康危害,以鲫鱼(Carassius auratus)幼鱼为受试生物,研究了低剂量C60(0.04～1.0 mg·L-1)长期(32 d)暴露对鲫鱼的氧化伤害.结果表明,各实验组中鲫鱼幼鱼脑、肝脏、鳃组织中的还原型谷胱甘肽(GSH)含量都发生显著降低(p＜0.05),其中1 mg·L-1 nC60,aq的暴露对鳃组织GSH含量的抑制率为14.3%,高于对鱼脑、肝脏组织中的抑制率;肝脏组织中过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,以及鳃组织中Na -K -ATP酶活性均被显著激活,其最大活性分别是对照的121.34%(0.04 mg·L-1暴露组)、114.80%(0.04 mg·L-1暴露组)和348.59%(0.20mg·L-1暴露组).实验结果揭示,长期暴露引起机体组织的氧化应激可能是水环境中C60的致毒机制之一.