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关键词：
超微真核浮游生物,南京,湖泊,T-RFLP,遗传多样性,营养水平
发表时间：
2012-08-22 10:53:12
纳米材料对斑马鱼的氧化损伤及应激效应研究
李婉琪 | -> | 1408| 2| 0.586695MB |纳米颗粒,TiO2,ZnO,斑马鱼,氧化应激,氧化损伤
摘要:以斑马鱼(Danio rerio)为受试动物，研究了纳米及常规TiO2、ZnO 悬浮液对其鳃、消化道及肝脏的氧化损伤及应激效应，同时对纳米及常规TiO2、ZnO 悬浮液中的颗粒形貌特征及·OH 生成量进行了测定. 结果发现，虽然纳米TiO2、ZnO 颗粒与其常规颗粒在溶液中的粒径分布接近，但50 mg /L纳米TiO2、ZnO 悬浮液中·OH 产生量(96 h 光照下，分别为2. 17 mmol /L、0. 72 mmol /L)远远高于50 mg /L常规颗粒(未检测到). 50 mg /L纳米TiO2处理下，斑马鱼肝脏中超氧化物歧化酶( SOD)、过氧化氢酶(CAT)、还原型谷胱甘肽(GSH)、蛋白质羰基含量分别为对照的70. 2%、65. 4%、53%、178. 1%;消化道中SOD 活性及GSH、丙二醛(MDA) 含量分别为对照的149. 6%、212. 9%、217. 2%;鳃中MDA 含量为对照的160. 9%. 而50 mg /L常规TiO2悬浮液对斑马鱼没有产生毒理效应. 5 mg /L纳米及常规ZnO 对斑马鱼肝脏的氧化伤害最强，其中5 mg /L纳米ZnO 处理组中SOD、CAT 活性及GSH、MDA 含量分别为对照的62. 9%、53. 1%、45. 2%、204. 2%，5 mg /L常规ZnO 处理组中SOD、CAT活性及GSH、MDA 含量分别为对照组48. 3%、51. 8%、34. 6%、289. 6%;虽然斑马鱼鳃及消化道也受到明显氧化应激效应( p< 0. 05)，但并没有受到氧化损伤. 研究表明，团聚作用对不同化学组成纳米颗粒的毒性影响程度不同;且不同化学组成纳米颗粒在生物体内可能通过不同机制产生了不同种类的ROS，从而对不同细胞组分产生的氧化损伤及应激效应是其重要的毒理机制.
纳米金属氧化物( 如纳米TiO2、ZnO) 由于具有光催化、光电化学等特殊的理化性质而被广泛应用于生产及生活的各个领域. 但同时纳米颗粒也可通过生活及工程应用等途径［1 ～ 3］进入水环境，并对水生生物产生一定的毒性作用. 毒理学实验表明纳米TiO2、ZnO 对水体中的微囊藻( Pseudokirchneriella subcapitata)［4］、大肠杆菌(Escherichia coli)［5］、大型溞(Daphnia magna)［6 ～ 8］及斑马鱼(Danio rerio) 胚胎［9，10］等水生生物具有不同程度的抑制及致死效应，其中纳米ZnO 的毒性明显高于纳米TiO2，且处理方式对纳米TiO2的毒性影响较大［11］. 同时纳米TiO2对虹鳟鱼(Oncorhynchus mykiss)［12］多个组织器官及金鱼(Carassius auratus) 表皮细胞［13］也有脂质及DNA 氧化损伤作用. 纳米颗粒的这种毒性一般认为是由其尺寸小及比表面积大引起的［11，14］，但团聚作用使纳米TiO2及ZnO 在水中的实际尺寸与其常规颗粒十分接近［15］，因此不能简单地将其毒性作用归结为由粒径小、比表面积大所引起［16］. 深入研究发现纳米金属氧化物颗粒( 如纳米TiO2) 能通过光照［17，18］及干扰细胞代谢及细胞间相互作用［19］等过程促进ROS 生成，过量生成ROS(如·OH) 可能会破坏机体本身的抗氧化机制［20］，从而对生物产生毒理效应［19，21］. 研究发现纳米颗粒能致使实验动物脑部［22］、肝脏［23］等组织器官受到过氧化损伤. 但目前对纳米材料的水生态毒理学研究(特别是其机制的研究)尚处于起步阶段. 纳米TiO2及ZnO 对成年斑马鱼的氧化损伤及应激效应研究还很少有报道，相关的毒理学资料也十分缺乏. 为此本实验表征了纳米TiO2及ZnO 水溶液的形貌并测定了纳米TiO2及ZnO 水溶液中·OH的产生量，同时以斑马鱼(Dani orerio)为实验动物研究了纳米颗粒对其组织器官的氧化损伤及应激效应，以探讨并初步揭示金属纳米氧化物颗粒的毒性效应机制.
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