《Aquatic Toxicology》：Polyethylene terephthalate (PET) nanoplastics target carbonic anhydrase and alter physiological functions in
Daphnia magna
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摘要聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 纳米塑料越来越多地被确认为淡水生态系统中的重要污染物，然而其亚致死生物效应背后的分子机制仍知之甚少。本研究的目的是调查由消费后 PET 瓶子产生的真实场景聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 纳米塑料是否影响Daphnia magna（大型溞
摘要
聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 纳米塑料越来越多地被确认为淡水生态系统中的重要污染物，然而其亚致死生物效应背后的分子机制仍知之甚少。本研究的目的是调查由消费后 PET 瓶子产生的真实场景聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 纳米塑料是否影响Daphnia magna（大型溞）中的碳酸酐酶 (CA) 活性，以及这种分子改变是否与生物体水平的生理功能障碍相关。无标记 PET 纳米塑料通过一种旨在模拟环境降解的无溶剂机械破碎过程，由消费后瓶子产生，其特征为双峰尺寸分布，峰值中心位于 185 和 538 nm。使用乙酰唑胺进行药理学功能丧失方法，我们首先证明 CA 有助于D. magna的血淋巴 pH 调节、胃肠道酸化、摄食活动、心率和附肢运动。将全身体液匀浆在体外暴露于 PET 纳米塑料 (0.5-5 mg/L) 导致 CA 酯酶活性呈现明显的剂量依赖性抑制，在 5 mg/L 时达到约 54%。短期体内暴露 (24 小时) 证实了显著的 CA 抑制，降幅高达约 33%，并伴随心率和胸部附肢摆动频率的平行下降。通过将颗粒表征与体外和体内证据相结合，本研究为 CA 介导的干扰作为 PET 纳米塑料对淡水浮游动物毒性的一条相关途径提供了机制支持。我们的发现突出了 CA 作为纳米塑料暴露的有前景的机制生物标志物，并为淡水环境中 PET 纳米塑料的生态毒理学评估做出了贡献。
章节摘要
引言
塑料污染已成为最紧迫的环境和公共卫生挑战之一，这由前所未有的全球生产和广泛使用所驱动。(Bidashimwa 等，2023) 在此背景下，聚合物及其复合结构越来越多地被应用于各个领域，从消费包装到汽车、航空航天和海洋工程中的先进结构应用。(Lionetto 等，2025; Vijayakumar 等，2025) 然而，广泛的工业
化学品
LysoSensor Green DND-189 购自 Thermo Fisher (Kandel, 德国)。其他所有化学品均购自 Merk，且为试剂级。
动物
Daphnia magna 培养通过孵化 MicroBioTests Inc. (比利时) 的休眠卵在 ISO 6341 标准淡水中启动。在连续光照下于 20 ± 1 °C 孵育 72–80 小时后获得的新生儿 (<24 h) 被转移到 ASTM 硬合成水中，并保持 16:8 的光暗光周期。以Arthrospira 喂养生物
PET 纳米塑料表征
本研究采用的程序使制备真实纳米颗粒成为可能，无需使用有毒溶剂，同时模拟了水环境中由机械磨损引起的塑料碎片破碎。PET 纳米颗粒的理化表征报告在图 2 中。PET 瓶子和 PET NPs 的拉曼光谱 (图 2a) 显示了 PET 的特征振动带，证实 PET 的化学结构得以保留
讨论
本研究调查了由消费后 PET 瓶子产生的聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米塑料 (PET NPs) 与Daphnia magna中碳酸酐酶 (CA) 活性之间的相互作用，提供了证据表明纳米塑料诱导的酶活性改变与生理反应相关。
本研究使用的 PET 纳米塑料是以消费后 PET 瓶子为起点，使用直接模拟自然的自上而下的机械破碎方法制备的
结论
本研究提供了相互印证的证据，表明 PET 纳米塑料通过一致于碳酸酐酶 (CA) 抑制的机制损害D. magna的关键生理功能。我们证明D. magna表达具有功能活性的 CA，它在多种生理过程中发挥核心作用，包括血淋巴 pH 调节、胃肠道酸化、摄食活动、心率和附肢运动。从毒理学角度来看，由此产生的关键要素
作者声明
Gregorio Polo：概念构思，调查研究，方法学，验证，形式分析，数据整理。Francesca Lionetto：概念构思，撰写 – 初稿，撰写 – 审阅与编辑，验证，方法学，调查研究，形式分析，数据整理。Fabio Vignes：方法学，形式分析，验证，数据整理。Claudio Mele：撰写 – 审阅与编辑，验证，指导，方法学，形式分析，数据整理。Maria Elena Giordano：方法学，形式
未引用参考文献
Han 等，2020, Leslie 等，2017, Liu 等，2022, Shingles and Moroney, 1997, Tamayo-Belda 等，2022, Verpoorte 等，1967
CRediT 作者贡献声明
Gregorio Polo：方法学，调查研究，形式分析，数据整理，概念构思。Francesca Lionetto：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 初稿，方法学，调查研究，形式分析，数据整理，概念构思。Fabio Vignes：方法学，调查研究，形式分析，数据整理。Claudio Mele：撰写 – 审阅与编辑，指导，方法学，形式分析，数据整理。Maria Elena Giordano：撰写 – 审阅与编辑，方法学，形式
Gregorio Polo|Francesca Lionetto|Fabio Vignes|Claudio Mele|Maria Elena Giordano|Maria Giulia Lionetto
生物与环境科学技术系 (DiSTeBA)，意大利莱切
