《Environmental Pollution》：Particle size-dependent developmental and neurotoxic effects of epoxiconazole nanoformulations and its active ingredient in zebrafish larvae
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•游离环氧菌素破坏外源性物质代谢和氧化还原稳态。•二氧化硅纳米颗粒在斑马鱼中表现出尺寸相关的神经发育毒性。•较小的二氧化硅载体因较低的环氧菌素生物利用度而减轻毒性。•氧化应激和炎症伴随斑马鱼幼虫的神经血管缺陷。引言农药的广泛应用仍然是控制农业害虫、维持作物产量的必要条件。然而
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游离环氧菌素破坏外源性物质代谢和氧化还原稳态。
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二氧化硅纳米颗粒在斑马鱼中表现出尺寸相关的神经发育毒性。
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较小的二氧化硅载体因较低的环氧菌素生物利用度而减轻毒性。
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氧化应激和炎症伴随斑马鱼幼虫的神经血管缺陷。
引言
农药的广泛应用仍然是控制农业害虫、维持作物产量的必要条件。然而，传统农药制剂通常表现出较差的水溶性、低的目标利用效率以及大量的环境损失，导致不到30%的施用农药到达其预期目标。因此，大量农药通过径流和淋溶被运输到周围生态系统中，对非目标生物构成潜在风险，尤其是在水生环境中（Chen等，2022）。纳米技术已成为一种改善农药递送并减少环境释放的有前景的策略。纳米制剂可以提高活性成分的可分散性、稳定性和生物利用度，从而在提高施用效率的同时降低农药消耗（Huang等，2022）。然而，纳米封装也可能改变农药的环境行为和生物效应（Huang和Li，2025；Jiang等，2022）。越来越多的证据表明，纳米农药的毒性不仅由活性成分的内在性质决定，还由载体体系的物理化学特性决定，其中粒径被认为是最重要的影响因素之一（Kong等，2021；Liu等，2024b）。粒径可以影响纳米颗粒的细胞摄取、组织分布和生物相互作用，可能导致与传统制剂大不相同的毒理学结果。尽管人们对纳米农药的兴趣日益增长，但以往的大多数研究仅评估了单一粒径，而对纳米制剂和粒径如何共同影响农药毒性的系统评估仍然有限（Liu等，2024b）。
环氧菌素（EPO）是一种广泛使用的三唑类杀菌剂，通过抑制真菌麦角甾醇生物合成，被广泛应用于谷物、水果和蔬菜生产（Heise等，2015；Schuster等，2024）。由于其在水生环境中的高持久性，据报道DT90值高达2960天，EPO已被广泛检测到受农业径流影响的表面水中（P?atkiewicz等，2025；Reis等，2025）。以往的研究表明，EPO会在斑马鱼胚胎和幼虫中诱导发育异常、神经行为障碍和心血管功能障碍（Weng等，2021）。然而，这些研究几乎完全集中在游离EPO的毒性上。纳米封装是否改变EPO的毒理学特征，以及粒径是否影响其生物效应，仍基本未知。介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs）是最广泛使用的农药递送纳米载体之一，因为它们的比表面积大、孔隙结构可调、生物相容性好且易于功能化（Wu等，2013；Xu等，2021；Yamada等，2012）。重要的是，其可控的粒径为研究粒径依赖性生物反应提供了理想平台。因此，理解基于MSN的纳米制剂如何改变EPO的毒性对于纳米农药的环境风险评估和生物安全设计至关重要。
在本研究中，斑马鱼幼虫被用作体内模型，系统比较了游离EPO和具有不同粒径的EPO@MSNs的发育和神经毒性效应。特别关注两个关键问题：（i）纳米制剂是否改变EPO的毒理学特征，以及（ii）粒径如何影响由此产生的生物反应。通过整合发育、行为、神经发育、氧化应激、炎症、凋亡和转录组学终点，本研究旨在阐明粒径依赖性纳米农药毒性的机制，并为环境责任的纳米农药设计和应用提供科学依据。
章节摘要
化学品、纳米颗粒和斑马鱼
环氧菌素（EPO，CAS No. 133855-98-8，纯度98.5%）购自上海辰微生物技术有限公司，中国上海。野生型AB斑马鱼和转基因品系Tg(elavl3:EGFP)和Tg(kdrl:EGFP)购自中国斑马鱼资源中心（中国武汉）。Tg(elavl3:EGFP)特异性标记神经元，Tg(kdrl:EGFP)用绿色荧光标记血管内皮细胞。关于辅助试剂、溶液制备和斑马鱼饲养的详细信息
EPO@MSNs纳米农药的制备和物理化学表征
制备了具有不同粒径的EPO@MSNs，并在毒性评估前对其结构完整性、负载性能和物理化学性质进行了全面表征。SEM和TEM图像显示，MSNs-30、MSNs-150和MSNs-450表现出分散良好的球形结构，形态均匀且具有明显的介孔结构（图S1A）。EPO负载后，在EPO@MSNs-30中未观察到颗粒形态或粒径分布的明显变化，
讨论
三唑类杀菌剂因其持久性和生物累积潜力而成为重要的环境污染物，在水生生物早期发育阶段构成相当大的风险。据报道，EPO会在斑马鱼胚胎和幼虫中诱导发育异常、心血管功能障碍和代谢紊乱（Weng等，2024；Weng等，2021）。与这些观察结果一致，本研究中的EPO暴露显著降低了孵化和存活
结论
总之，本研究系统表征了EPO的发育和神经毒性，并证明基于MSN的纳米制剂以粒径相关的方式重塑了其毒理学特征（图7）。纳米颗粒封装并非简单地改变毒性强度，而是将主要的分子反应从代谢驱动的毒性重定向到纳米颗粒相关的细胞内加工和免疫调节。具体而言，游离EPO主要诱导
CRediT作者贡献声明
张思涵：调查。Chuke Sawor Jasper：方法学。李亚青：可视化、形式化分析。张雨宁：撰写——初稿、调查、形式化分析、数据管理。严金：撰写——审阅与编辑、监督、资金获取、概念化。孟志远：撰写——审阅与编辑、资金获取。王慧莉：撰写——审阅与编辑、监督。王泽军：软件。钱秋辉：监督。刘子琪：形式化分析
伦理声明
本研究按照ARRIVE（动物研究：活体实验报告）指南进行。本研究经苏州科技大学伦理委员会批准。（批准号：USTS2024017）
备注
本研究经中国苏州科技大学伦理委员会批准（批准号：USTS2024017）。
作者声明不存在竞争的经济利益。
伦理批准
本研究经中国苏州科技大学伦理委员会批准（批准号：USTS2024017）。
发表同意
所有作者均已阅读并批准最终手稿，并同意发表。
数据和材料的可用性
原始RNA-seq数据已存入NCBI序列读段档案（SRA），BioProject登录号为PRJNA1521844。支持本研究所有发现的其他数据均包含在本文及其补充材料中。
资金支持
本工作由中国国家自然科学基金（22106118，42407375）、江苏省农业科技创新基金（项目编号CX(24)3013）共同资助。
利益冲突声明
? 作者声明不存在已知的可能影响本文报告工作的竞争经济利益或个人关系。
致谢
本工作由国家自然科学基金委员会（22106118、42407375）、江苏省农业科技创新基金（项目编号CX(24)3013）共同资助。
张雨宁|李亚青|Chuke Sawor Jasper|张思涵|刘子琪|钱秋辉|王泽军|王慧莉|孟志远|严金
