编辑推荐:
绿银纳米颗粒(G-Ag NPs)在多领域应用广泛,但其对水生生物的毒性未知。研究人员以光滑双脐螺(Biomphalaria glabrata)为对象,用多生物标志物研究 G-Ag NPs 的影响。结果显示其诱导高死亡率、遗传毒性和诱变效应,未影响血细胞吞噬活性和细胞活力。该研究有助于了解其毒性,开拓研究新视野。
在当今科技飞速发展的时代,纳米技术凭借其独特的优势,逐渐在众多领域崭露头角。绿色纳米技术更是其中的佼佼者,它致力于生产和应用源自植物、真菌、细菌等的环保型纳米材料,而绿银纳米颗粒(G-Ag NPs)作为其中的典型代表,展现出了巨大的应用潜力。在医疗卫生领域,它有望成为控制微生物、病媒生物以及具有医学重要性的腹足类动物的有力武器;在农业生产中,能为作物生长保驾护航;在食品行业,可发挥独特的保鲜、杀菌等作用;在纺织工业里,也能增添产品的功能性。
然而,在 G-Ag NPs 广泛应用的背后,却隐藏着诸多未知。它的作用机制如同神秘的谜团,让人难以捉摸;其对人类、动物和环境健康的毒性影响,更是如同高悬的达摩克利斯之剑,令人担忧。尤其是对于腹足类动物,相关研究少之又少,这使得在评估其生态安全性时困难重重。
以淡水螺类为例,之前有研究发现,不同来源的纳米颗粒会对其产生各种影响。像亚历山大双脐螺(Biomphalaria alexandrina)暴露于特定的 G-Ag NPs 后,出现了血细胞的异常变化,包括细胞核形态改变、细胞凋亡等;暴露于硒纳米颗粒时,血细胞也呈现出颗粒异常、细胞分裂异常等现象。这些研究虽有所发现,但仍不足以全面了解纳米颗粒对腹足类动物的影响。
鉴于此,为深入探究 G-Ag NPs 对水生生物的影响,研究人员开展了一项重要研究。他们以光滑双脐螺(Biomphalaria glabrata)为研究对象,利用多生物标志物响应,研究经巴豆(Croton urucurana)叶水提取物合成的 G-Ag NPs 对其体内暴露后的影响。这项研究成果发表在《Environmental Pollution》杂志上,为该领域的研究提供了关键的参考依据。
在研究方法上,研究人员首先制备了 G-Ag NPs。他们将巴豆干燥的叶子粉碎、过筛后,取 3.0 g 与 100 mL 蒸馏水混合,在特定装置中加热提取,过滤后储存备用。通过一系列技术对 G-Ag NPs 进行表征,如电感耦合等离子体(ICP)测定银离子浓度、透射电子显微镜(TEM)观察颗粒形状和大小、紫外 - 可见光谱(UV-vis)分析吸收特性、动态光散射(DLS)测量水动力直径等。在动物实验方面,选取成年光滑双脐螺,分别暴露于不同浓度的 G-Ag NPs(0.05 和 0.14 mg/L-1)和巴豆叶水提取物(5.4 mg/L-1)中 7 天,随后对血细胞进行多项检测,包括彗星试验检测遗传毒性、微核试验和核异常试验评估诱变效应、流式细胞术吞噬试验分析免疫毒性。
下面来看具体的研究结果:
- 死亡率:研究发现,与巴豆叶水提取物和阴性对照组相比,G-Ag NPs 诱导了更高的死亡率,这表明 G-Ag NPs 对光滑双脐螺具有较强的致死作用。
- 遗传毒性(彗星试验):G-Ag NPs 展现出显著的遗传毒性效应,可导致 DNA 损伤。这一结果意味着 G-Ag NPs 可能会影响光滑双脐螺的基因稳定性,进而对其种群遗传产生潜在影响。
- 诱变效应(微核试验和核异常试验):G-Ag NPs 诱导了诱变效应,主要表现为细胞核的改变,如出现缺口核和泡状核等异常形态。这进一步揭示了 G-Ag NPs 对光滑双脐螺细胞遗传物质的损害。
- 免疫毒性(吞噬试验):有趣的是,G-Ag NPs 和巴豆叶水提取物均未改变血细胞的吞噬活性和细胞活力。这说明在免疫反应的这一关键环节,G-Ag NPs 的影响并不明显,但这并不意味着其对免疫系统其他方面没有影响。
综合研究结果,研究人员得出结论:G-Ag NPs 对光滑双脐螺具有明显的致死性、遗传毒性和诱变效应。虽然在血细胞吞噬活性和细胞活力方面未产生显著影响,但这并不代表其对腹足类动物免疫系统没有其他潜在的危害。这项研究具有重要意义,它首次聚焦于 G-Ag NPs 对腹足类动物血细胞的影响,填补了该领域的研究空白,为深入了解绿色纳米颗粒在淡水腹足类动物中的毒性机制提供了重要依据,有助于评估绿色纳米技术对水生无脊椎动物的环境影响,为后续制定相关的安全标准和监管政策提供了关键的科学支持,推动了绿色纳米技术在生态安全方面的研究进展。