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    江桂斌組在黑磷納米片(BPNSs)對小球藻的研究中取得新進展
    2020-01-02 | 编辑: | 【 】【打印】【關閉

      中國科學院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室江桂斌课题组曲广波等在黑磷纳米片(BPNSs)对水生生物的毒性研究中取得新进展,相关成果于本月分别在线发表于Environmental Science & Technology LettersEnvironmental Science & Technology

      黑磷在電子、能源、醫療和環境保護等諸多領域具有巨大應用潛力。黑磷在使用過程中的環境健康風險受到廣泛關注。本研究以模式水生植物小球藻和單細胞原生動物嗜熱四膜蟲爲研究模型,對BPNSs的毒性及機制進行了系統研究。

      对于小球藻的研究表明,低浓度BPNSs 可促进小球藻的生长,而高浓度BPNSs则抑制其生长。代谢组学分析揭示了BPNSs的暴露会干扰小球藻内碳水化合物、脂肪酸、核苷酸和及氨基酸代谢。单细胞质谱的结果说明,小球藻在暴露黑磷后,细胞内的磷元素随暴露剂量的增加而升高,说明大量的磷元素累积于小球藻内。利用离子色谱串联电感耦合等离子质谱,可以实现水体中黑磷的降解产物的分离和准确定量。而其降解产物主要为PO23-PO33-PO43-等離子。這些降解産物可被小球藻吸收。研究巧妙的運用了透析方法,以完全排除細胞外磷酸的影響。結果表明,小球藻對多種磷酸鹽離子的攝入是BPNSs暴露幹擾小球藻的生長唯一原因,而BPNSs本身並不會導致小球藻的增殖異常。

      對于單細胞原生動物嗜熱四膜蟲的研究表明,以3D拉曼成像等技術爲表征手段,發現四膜蟲可直接攝入黑磷納米片。黑磷納米片通過四膜蟲頭部的“口器”被食物泡包裹進入到四膜蟲細胞內,並導致四膜蟲細胞畸形、大量纖毛脫落和細胞膜碎裂。與小球藻不同,除降解産物的影響外,四膜蟲細胞內累積的黑磷納米片也在其毒性中起重要作用。黑磷納米片均可誘導小球藻和四膜蟲細胞兩類單核生物內的氧化應激,這是黑磷納米片誘導的水生生物毒性的機制之一。BPNSs的多種降解産物的環境釋放、累積和效應需受到進一步的關注。

      该研究得到了国家自然科学基金委,中國科學院青年创新促进会支持。 

      論文鏈接1:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.9b00726

      論文鏈接2:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.9b05424

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