二氧化鈦納米與重金屬Cd離子相互作用降低Cd2+對(duì)秀麗隱桿線蟲(chóng)的毒性.pdf

1、作為一種重點(diǎn)研究的環(huán)境污染物，鎘被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)列為IA類致癌物質(zhì)，世界衛(wèi)生組織(WHO)則將其作為優(yōu)先研究的食品污染物。鎘的暴露主要源于吸入性攝入、飲食及飲水?dāng)z取。鎘是一種能在人體和環(huán)境中長(zhǎng)期蓄積的有毒重金屬物質(zhì)，在人體內(nèi)的半衰期長(zhǎng)達(dá)10-35年。作為機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育非必需元素，很少量的鎘進(jìn)入人體即可通過(guò)生物積累，對(duì)腎、肺、肝、睪丸、腦、骨骼以及血液系統(tǒng)產(chǎn)生一系列損傷，最終導(dǎo)致病人死亡。
　　納米材料作為一種新興物質(zhì)，

2、已在新材料、新能源、環(huán)境保護(hù)和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，但隨著納米材料在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)和生活中的大量生產(chǎn)和使用，將導(dǎo)致其在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用和排放等環(huán)節(jié)中通過(guò)多種途徑進(jìn)入環(huán)境并在環(huán)境中擴(kuò)散。盡管目前沒(méi)有關(guān)于人工納米材料直接造成人體健康危害的報(bào)道，但其潛在的環(huán)境與健康風(fēng)險(xiǎn)已日益受到關(guān)注。針對(duì)納米材料的環(huán)境過(guò)程與環(huán)境生物效應(yīng)，雖然已開(kāi)展了一些研究并取得了一定的成果，但目前人們對(duì)其認(rèn)識(shí)程度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于納米材料生產(chǎn)和應(yīng)用的發(fā)展速度。
　　納米

3、材料釋放于環(huán)境介質(zhì)中將不可避免地與環(huán)境中傳統(tǒng)污染物發(fā)生相互作用。由于納米材料的特殊性質(zhì)，導(dǎo)致了所吸附污染物的遷移。重金屬污染物被納米材料吸附，可能其環(huán)境行為和生物效應(yīng)發(fā)生改變，給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)未知的威脅。目前已有文獻(xiàn)報(bào)道針對(duì)納米材料與污染物的相互作用的研究，但僅闡明其中的現(xiàn)象，并未做系統(tǒng)分析，對(duì)相互作用后形成納米材料-污染物復(fù)合物導(dǎo)致的生物效應(yīng)也少有報(bào)道。
　　秀麗隱桿線蟲(chóng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、身體透明、易于觀察、繁殖周期短等生物學(xué)特征，在

4、環(huán)境毒性物質(zhì)評(píng)價(jià)中有著其它模式生物無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，因此本課題選用秀麗隱桿線蟲(chóng)作為模式生物、重金屬鎘作為污染物模型進(jìn)行生物效應(yīng)研究，通過(guò)比較二氧化鈦納米材料與重金屬相互作用形成的復(fù)合物與單獨(dú)暴露兩種材料的毒性評(píng)價(jià)，揭示納米材料對(duì)于Cd生物效應(yīng)的影響。因此選題具有重要的理論價(jià)值和應(yīng)用前景，研究結(jié)果對(duì)于納米材料的安全應(yīng)用和環(huán)境評(píng)價(jià)具有指導(dǎo)意義。
　　本課題的研究結(jié)果顯示二氧化鈦納米材料可以迅速吸附Cd2+離子，并在4小時(shí)后并達(dá)到吸附平衡

5、，其對(duì)Cd2+的吸附能力常數(shù)qm為8μg/mg。利用線蟲(chóng)DNA損傷修復(fù)基因缺陷品系，研究48hLC50發(fā)現(xiàn)，線蟲(chóng)突變體abl-1(ok171)和ced-3(n717)是較野生型N2敏感的金屬毒性評(píng)價(jià)體系，hus-1基因增加了線蟲(chóng)對(duì)鎘的抵抗力。通過(guò)對(duì)線蟲(chóng)的體長(zhǎng)、存活、凋亡等終點(diǎn)比較得出，TiO2-NPs對(duì)于線蟲(chóng)的生長(zhǎng)有一定的抑制作用，且隨著時(shí)間的推移，線蟲(chóng)體長(zhǎng)恢復(fù)正常;高濃度Cd2+嚴(yán)重影響線蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育，TiO2納米材料對(duì)于Cd2+脅迫