合肥研究院揭示纳米材料环境转化过程对毒性效应的影响规律

内容来源：中国科技论文在线

随着纳米科技迅速发展，纳米材料对环境和生物潜在影响日益受到关注。纳米材料在环境中赋存状态会对生物毒性效应产生显著影响，但环境过程对毒性效应影响规律尚未完全阐明，其中一个关键问题是需要解决对纳米材料在环境中成分及状态变化过程的无损和快速、定性和定量的观测与分析。

　　最近，中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所黄青课题组与吴李君、许安课题组合作，在纳米材料环境转化过程对毒性效应的影响规律研究方面取得新进展。课题组以纳米氧化锌（ZnO NPs）为研究对象，利用水生生态系统初级生产者藻类为受试对象，应用拉曼光谱对纳米氧化锌的老化过程进行定性和定量分析，并且说明了这种老化过程正好可以用以解释材料老化对小球藻(Chlorella vulgaris)毒性随时间的变化关系。

　　研究人员发现，随老化时间的延长，纳米氧化锌先部分转变成氢氧化锌（zinc hydroxide），随后再转变成碱式碳酸锌（hydrozincite）。藻类毒性检测结果显示，纳米氧化锌的老化过程同时也引起了藻类毒性的改变。利用锌离子抑制、氢氧化锌和碱式碳酸锌等对照实验，并结合对老化纳米氧化锌成分转变的定量分析，发现老化纳米氧化锌对小球藻毒性变化是由于在水环境老化过程中先逐渐向溶液中释放锌离子，使其对藻细胞的毒性在一开始先逐渐增加，而随着老化时间的延长，纳米氧化锌发生物理化学转变，逐步生成低毒性的碱式碳酸锌和氢氧化锌，进而降低了其对小球藻的毒性。

　　该研究已被国际毒理学杂志Nanotoxicology 接收并在线发表。研究结果为定量分析纳米材料环境转化对藻类毒性的影响和合理评价ZnO NPs在真实环境水体中的生态安全性奠定理论和实验基础。

　　该研究受到国家重大研究计划、中科院“百人计划”、国家自然科学基金等课题的资助。

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纳米氧化锌老化过程定量分析及其对藻类毒性的影响