评估聚乙二醇化多壁碳纳米管对斑马鱼胚胎的毒性：对生物医学和环境安全的启示

《Nanotoxicology》：Evaluating the toxicity of PEGylated multiwalled carbon nanotubes in zebrafish embryos: insights for biomedical and environmental safety

本研究评估了PEG-MWCNTs在斑马鱼胚胎中的细胞、基因及形态毒性，发现残留金属杂质可能加剧毒性，高浓度组出现胚胎凝固、水肿及发育异常，单细胞凝胶电泳显示DNA损伤，组织学分析证实血管增生、体节紊乱及脊索退化。

　　

摘要

聚乙二醇-多壁碳纳米管（PEG-MWCNTs）在生物医学应用中具有巨大潜力，包括诊断和可控药物输送。然而，其毒性以及合成过程中的相关问题仍是一个关键问题。研究表明，合成过程中残留的金属杂质可能是导致毒性的原因之一。本研究评估了PEG-MWCNTs对斑马鱼胚胎的细胞、基因组和形态学毒性。多壁碳纳米管通过化学气相沉积法制备，然后用硝酸进行纯化，并用PEG-6000进行功能化处理。进一步通过高分辨率透射电子显微镜（TEM）、ζ电位分析和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对其进行了表征。实验中使用了不同浓度的PEG-MWCNTs（0.01–10.24 mg/L）对斑马鱼胚胎进行急性毒性测试。结果发现，随着暴露时间的延长，半数致死浓度（LC50）逐渐降低，表明毒性增加。在高剂量下，观察到多种毒性效应，如卵子凝固、卵黄囊水肿、心包水肿、尾部脱落以及孵化延迟。通过碱性彗星试验评估的基因毒性显示，当浓度超过1.28 mg/L时，DNA受到显著损伤。组织学分析进一步证实了细胞结构的破坏，如充血、体节紊乱和脊索退化。这些发现可为未来的毒性评估、安全体内药物输送以及生物医学和环境应用提供依据，以确保对生态和健康的负面影响降至最低。