尼罗罗非鱼之 “肝” 忧：银纳米颗粒与硝酸银的毒性探秘

随着银纳米颗粒（AgNPs）在多领域广泛应用，其对水生生态系统的污染问题备受关注。研究人员以尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）为对象，研究不同浓度 AgNPs 和硝酸银（AgNO3）对其肝脏的影响。结果显示二者均有危害，AgNPs 更甚。该研究为评估纳米材料生态风险提供依据。

　　在科技飞速发展的当下，纳米技术如同神奇的魔法棒，在医学、环境科学、农业和工业等众多领域大显身手。银纳米颗粒（AgNPs）凭借其独特的性质，在抗菌、催化等方面表现卓越，应用越来越广泛。然而，这把 “双刃剑” 在造福人类的同时，也悄然带来了环境隐患。大量 AgNPs 随着各种途径进入水环境，对水生生物的生存构成了严重威胁。尼罗罗非鱼作为非洲本土尤其是埃及常见的鱼类，是当地重要的渔业资源。但目前对于 AgNPs 和硝酸银（AgNO3）对尼罗罗非鱼的毒性机制以及生理影响的研究十分有限。为了揭开这一谜团，来自埃及国家海洋学和渔业研究所（National Institute of Oceanography and Fisheries）以及艾因夏姆斯大学（Ain Shams University）的研究人员开展了一项极具意义的研究。
研究人员将实验聚焦于尼罗罗非鱼的肝脏，这一重要器官不仅承担着代谢的重任，还在解毒过程中发挥关键作用，对污染物极为敏感。研究旨在评估和比较长时间（六周）暴露于 AgNPs 和AgNO3对尼罗罗非鱼肝脏抗氧化酶、氧化应激标志物以及组织病理学变化的影响。最终，该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
在研究方法上，研究人员首先通过化学还原法合成了 AgNPs，并运用 XRD、FTIR、SEM、TEM 等多种技术对其进行表征，以确定其晶体结构、表面官能团、形貌和粒径等特性。实验选取了 200 条健康的尼罗罗非鱼，将其分为 6 组，分别为对照组、AgNO3暴露组（100 μg/L）以及不同浓度 AgNPs 暴露组（10、20、50 和 100 μg/L） 。在六周的实验期内，每两周采集一次鱼的肝脏样本。通过特定的检测方法测定肝脏中抗氧化酶（如超氧化物歧化酶 SOD、过氧化氢酶 CAT、谷胱甘肽过氧化物酶 GPx、谷胱甘肽还原酶 GR）的活性、总抗氧化能力（TAC）以及脂质过氧化（LPO）水平，同时对肝脏组织进行切片染色，观察其组织病理学变化。
研究结果令人担忧。在 AgNPs 的表征方面， XRD 分析表明其具有晶体结构，平均晶粒尺寸为 29.92nm；FTIR 检测出其表面存在 -OH、C=O、C-O 等官能团；SEM 和 TEM 图像显示 AgNPs 呈球形，表面多孔，粒径主要分布在 12.4 - 33nm 。在对尼罗罗非鱼肝脏的影响上，实验期间，暴露于AgNO3和 AgNPs 的鱼抗氧化系统活性发生显著改变，出现氧化应激反应。在第 2 周和第 4 周，尼罗罗非鱼肝脏中 SOD、CAT、GPx、GR 活性以及 LPO 水平显著增加，TAC 水平显著下降，且高浓度 AgNPs 组变化更明显。到第 6 周，高浓度 AgNPs 组（AgNPs - 50 和 AgNPs - 100）抗氧化酶活性受到抑制，LPO 水平大幅升高 。组织病理学分析发现，随着暴露时间延长和 AgNPs 浓度增加，肝脏出现渐进性损伤，包括充血、扩张、纤维化、脂肪变性和坏死等 。
研究结论和讨论部分指出，尼罗罗非鱼的抗氧化酶活性和脂质过氧化水平对 AgNPs 和AgNO3呈现剂量依赖性反应。这表明，硝酸银和银纳米颗粒对尼罗罗非鱼均具有破坏性影响，而长时间暴露于银纳米颗粒的影响更为显著。升高的抗氧化酶活性、脂质过氧化水平以及降低的总抗氧化能力，都显示出尼罗罗非鱼对银的毒性产生了缓解反应，但高浓度 AgNPs 仍会造成严重的氧化应激。肝脏组织病理学变化进一步证实了 AgNPs 对尼罗罗非鱼的危害，且危害程度与浓度和暴露时间相关。这一研究结果表明，与硝酸银相比，银纳米颗粒对环境和生物生理的风险更大，凸显了在水生环境中谨慎使用和严格监管纳米材料的必要性。未来的研究应致力于揭示纳米颗粒毒性的具体机制，并探索减轻其对水生生物危害的方法，以及研究暴露结束后生物的潜在恢复机制。该研究为评估纳米材料对水生生态系统的影响提供了重要依据，有助于推动相关领域的进一步研究和环境政策的制定，对保护水生生物的生存环境和生态系统的稳定具有重要意义。