近年來(lái)大量納米材料廣泛運(yùn)用于各領(lǐng)域,因處理不當(dāng)流入水體,對(duì)水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響,納米材料對(duì)水生生物的生態(tài)毒理效應(yīng)已引起科學(xué)家的廣泛關(guān)注。原生動(dòng)物是一類(lèi)最原始、最低等、最簡(jiǎn)單的單細(xì)胞真核動(dòng)物,其細(xì)胞膜直接與外界接觸,細(xì)胞的反應(yīng)能夠及時(shí)反映環(huán)境變化,常被用作環(huán)境指示生物。本研究選擇環(huán)境中常見(jiàn)的納米銅和納米氧化銅(均為30 nm)為實(shí)驗(yàn)材料,以淡水小腔游仆蟲(chóng)(Euplotes aediculatus)和海水扇形游仆蟲(chóng)(E.vannus)為受試生物,開(kāi)展毒理試驗(yàn),通過(guò)光學(xué)顯微鏡和透射電鏡技術(shù),應(yīng)用線(xiàn)粒體、溶酶體熒光染色法和傅里葉紅外光譜法,同時(shí)測(cè)定抗氧化酶活力,即超氧化物歧化酶(T-SOD)、過(guò)氧化物酶(CAT)和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPx),以探討兩種納米材料對(duì)兩種不同水環(huán)境的游仆蟲(chóng)的毒性效應(yīng)和機(jī)制。1.納米銅、納米氧化銅對(duì)兩種游仆蟲(chóng)的毒理試驗(yàn)結(jié)果急性毒理結(jié)果顯示:納米銅、納米氧化銅對(duì)小腔游仆蟲(chóng)的24 h-LC_(50)分別為0.46μg/L和1.24×10~3μg/L;對(duì)扇形游仆蟲(chóng)的6 h-LC_(50)分別為345.32μg/L和1.34×10~6μg/L。慢性毒理結(jié)果顯示:納米銅對(duì)小腔游仆蟲(chóng)的24 h-EC_(50)、48 h-EC_(50)和72 h-EC_(50)分別為2.10×10~(-3)μg/L、7.92×10~(-4)μg/L、2.77×10~(-4)μg/L;在相同的處理時(shí)間內(nèi),納米氧化銅對(duì)小腔游仆蟲(chóng)的EC_(50)分別為7.20μg/L、0.86μg/L、0.19μg/L。納米銅對(duì)扇形游仆蟲(chóng)的6 h-EC_(50)、12 h-EC_(50)和18 h-EC_(50)分別為43.32μg/L、6.72μg/L、0.30μg/L;在相同的處理時(shí)間內(nèi),納米氧化銅對(duì)扇形游仆蟲(chóng)的EC_(50)分別為6.64×10~3μg/L、262.26μg/L、72.13μg/L。與未處理組相比,兩種納米材料不同濃度處理組均可抑制兩種游仆蟲(chóng)的生長(zhǎng)繁殖,呈劑量依賴(lài)型,且納米銅的抑制作用更強(qiáng)。由此可知,納米銅毒性強(qiáng)于納米氧化銅。2.納米銅、納米氧化銅對(duì)兩種游仆蟲(chóng)細(xì)胞毒性效應(yīng)兩種游仆蟲(chóng)經(jīng)過(guò)兩種納米材料處理后,運(yùn)動(dòng)能力下降,纖毛劇烈抖動(dòng),胞內(nèi)出現(xiàn)空泡并逐漸融合增大,小腔游仆蟲(chóng)細(xì)胞體腫脹變形呈球狀至破裂;扇形游仆蟲(chóng)細(xì)胞體稍有腫脹,內(nèi)質(zhì)流出較多,導(dǎo)致裂解死亡。細(xì)胞核、線(xiàn)粒體受損程度不一。小腔游仆蟲(chóng)的納米銅處理組細(xì)胞核內(nèi)染色質(zhì)凝聚,呈圓形結(jié)構(gòu),線(xiàn)粒體皺縮呈不規(guī)則形狀,部分嵴斷裂瓦解;而納米氧化銅處理組細(xì)胞核形變較大,核內(nèi)物質(zhì)變化不明顯,多數(shù)線(xiàn)粒體呈不規(guī)則形態(tài),少部分腫脹,嵴斷裂。扇形游仆蟲(chóng)的納米銅處理組中細(xì)胞核內(nèi)核仁瓦解消失,染色質(zhì)凝集,納米氧化銅處理組細(xì)胞核形變,核內(nèi)可見(jiàn)圓形核仁,染色質(zhì)凝集成體積不一的不規(guī)則團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu),前者線(xiàn)粒體腫脹呈圓形或橢圓形,嵴斷裂,后者線(xiàn)粒體呈不規(guī)則形狀,但嵴形態(tài)正常。熒光染色結(jié)果顯示,兩種納米材料對(duì)游仆蟲(chóng)的線(xiàn)粒體功能有破壞作用。納米銅造成的損傷更強(qiáng),同時(shí)產(chǎn)生更多的酸性物質(zhì)如溶酶體。細(xì)胞表膜較完整,但傅里葉紅外光譜法測(cè)得納米銅可使兩種細(xì)胞膜成分的部分官能團(tuán)(PO_2~-、C-O-C、多糖的δ(COH)等)氧化,而納米氧化銅對(duì)其無(wú)明顯影響。與對(duì)照組相比,兩種納米材料不同濃度處理組均可誘導(dǎo)兩種游仆蟲(chóng)體內(nèi)T-SOD、CAT、GPx酶活力升高,呈劑量依賴(lài)型。3.納米銅、納米氧化銅對(duì)兩種游仆蟲(chóng)致毒機(jī)理的初步探究?jī)煞N納米材料主要通過(guò)引起細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng),損壞抗氧化系統(tǒng),破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)如線(xiàn)粒體、細(xì)胞核等多方面使細(xì)胞死亡。氧化應(yīng)激反應(yīng)及活性氧的產(chǎn)生可能是最主要的致毒機(jī)制。細(xì)胞內(nèi)溶酶體及細(xì)胞膜成分中被氧化的官能團(tuán)均預(yù)示著細(xì)胞對(duì)于外界脅迫的抗氧化及防御行為。對(duì)于同一種游仆蟲(chóng),納米銅的毒性大于納米氧化銅,且對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞更嚴(yán)重。這可能因?yàn)榧{米銅活潑的化學(xué)性質(zhì)、其表面氧化物使細(xì)胞產(chǎn)生更多自由基,引起細(xì)胞的抗氧化作用,進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷。本研究結(jié)果為納米材料的細(xì)胞毒理學(xué)研究補(bǔ)充了新的理論依據(jù)。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類(lèi)】：X171.5
【部分圖文】：

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文16的納米材料懸浮液。每6h觀察并記錄蟲(chóng)體數(shù)目，同時(shí)添加20μL大腸桿菌菌液，連續(xù)觀察7d。將所得的數(shù)據(jù)以實(shí)驗(yàn)天數(shù)為橫坐標(biāo)，細(xì)胞的個(gè)數(shù)為縱坐標(biāo)繪制生長(zhǎng)曲線(xiàn)圖。2.2結(jié)果2.2.1納米材料的表征圖1納米銅（A）和納米氧化銅（B）在淡水中的表征利用透射電鏡表征納米銅和納米氧化銅，均呈圓形，平均粒徑在30nm左右。兩者具有負(fù)的zeta電位（-28.18mV，-30.10mV），在溶液中較穩(wěn)定。表征結(jié)果表明，本實(shí)驗(yàn)使用的納米材料適合進(jìn)行毒性實(shí)驗(yàn)。A，C：標(biāo)尺=50μm。

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文17圖2納米銅（A）和納米氧化銅（B）在海水中的表征透射電鏡顯示納米銅和納米氧化銅在海水中有所聚集，平均粒徑變大。兩者具有負(fù)的zeta電位（-30.37mV，-27.68mV），在溶液中較穩(wěn)定。A，C：標(biāo)尺=100μm。2.2.2LC50值的測(cè)定本研究利用納米銅和納米氧化銅分別對(duì)兩種游仆蟲(chóng)開(kāi)展急性毒理實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：（1）納米銅對(duì)小腔游仆蟲(chóng)的急性毒理實(shí)驗(yàn)回歸方程為Y=0.205*X+0.57，R2=0.9856，LC0=1.70×10-3μg/L，LC50=0.46μg/L。（2）納米氧化銅對(duì)小腔游仆蟲(chóng)的急性毒理實(shí)驗(yàn)回歸方程為Y=0.4184*X-0.794，R2=0.9855，LC0=79.01μg/L，LC50=1.24×103μg/L。（3）納米銅對(duì)扇形游仆蟲(chóng)的急性毒理實(shí)驗(yàn)回歸方程為Y=0.6867*X-1.243，R2=0.9997，LC0=64.58μg/L，LC50=345.32μg/L。（4）納米氧化銅對(duì)扇形游仆蟲(chóng)的急性毒理實(shí)驗(yàn)回歸方程為Y=0.887*X-4.936，R2=0.9734，LC0=3.67×105μg/L，LC50=1.34×106μg/L。對(duì)于同一種游仆蟲(chóng)（小腔游仆蟲(chóng)或扇

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文18形游仆蟲(chóng)），納米銅處理后，其LC0或者LC50值比納米氧化銅處理組低，由此可知納米銅具有更強(qiáng)的致死性（圖7，圖8）。圖3納米銅對(duì)小腔游仆蟲(chóng)24h急性毒理反應(yīng)濃度對(duì)數(shù)-死亡率曲線(xiàn)圖圖4納米氧化銅對(duì)小腔游仆蟲(chóng)24h急性毒理反應(yīng)濃度對(duì)數(shù)-死亡率曲線(xiàn)圖
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 浦樹(shù)柔;盧柯的發(fā)現(xiàn)力[J];瞭望新聞周刊;2003年49期

2 陳海英;馮鳳;張飛;陸明;沈加林;;銅納米材料的制備、應(yīng)用及安全性研究進(jìn)展[J];化工新型材料;2016年10期

3 ;納米材料[J];新材料產(chǎn)業(yè);2017年10期

4 李剛;李小紅;張治軍;;銅納米材料的制備[J];化學(xué)進(jìn)展;2011年08期

5 田相迪;朱風(fēng)華;孫金全;李曙明;朱連勤;;不同劑量納米氧化銅對(duì)肉仔雞生長(zhǎng)性能的影響[J];飼料研究;2007年07期

6 許蓬娟;常凱旋;何加樂(lè);宋德鑫;江遙;付鵬宇;陳逸倫;;納米銅毒性效應(yīng)的研究進(jìn)展[J];山東化工;2020年17期

7 劉揚(yáng);高愈希;吳剛;陳春英;;典型納米材料生物效應(yīng)及其毒理學(xué)研究的進(jìn)展[J];中華預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志;2007年02期

8 林薇;薛亞;;神秘誘人的納米材料[J];杭氧科技;2000年03期

9 閆宏芹;;淺述納米材料的生產(chǎn)現(xiàn)狀及其在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用[J];中國(guó)粉體工業(yè);2008年05期

10 王策;;有機(jī)納米材料成為研究焦點(diǎn)[J];國(guó)際學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài);2003年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 羅天烈;喹諾酮類(lèi)抗生素和人工納米材料對(duì)大型溞的光致毒性效應(yīng)[D];大連理工大學(xué);2019年

2 周鋼;二維納米材料電子結(jié)構(gòu)的調(diào)控及其析氫動(dòng)力學(xué)研究[D];南京大學(xué);2019年

3 許錦瓊;基于功能納米材料的電化學(xué)傳感與POC快速檢測(cè)研究[D];西北大學(xué);2019年

4 段成茜;基于三類(lèi)納米材料的七種電化學(xué)傳感研究[D];西北大學(xué);2019年

5 王文霞;銀基及氧化鐵基納米材料的制備與催化性能研究[D];華南理工大學(xué);2019年

6 劉光波;二維錫基納米材料的制備及電/光電催化性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

7 彭蘭;二氧化鈦基納米材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控及光催化性能研究[D];北京交通大學(xué);2019年

8 王斌;羥基硅酸鎂納米材料的水熱合成及其摩擦學(xué)性能研究[D];北京交通大學(xué);2019年

9 盧求鈞;幾種碳基熒光納米材料的制備及其在生化分析中的應(yīng)用[D];湖南師范大學(xué);2017年

10 火燦;生物合成納米材料的制備、表征及環(huán)境行為研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2019年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 趙曉歡;納米銅、納米氧化銅對(duì)兩種游仆蟲(chóng)的毒性效應(yīng)研究[D];華東師范大學(xué);2020年

2 劉紅云;納米銅等納米材料對(duì)斑馬魚(yú)胚胎發(fā)育的影響[D];安徽理工大學(xué);2009年

3 張志梅;用于印刷電子技術(shù)的銅系納米材料的研究[D];天津理工大學(xué);2016年

4 高嬋;過(guò)渡金屬氧化物納米材料在高通量質(zhì)譜檢測(cè)環(huán)境污染物中的應(yīng)用研究[D];湖南大學(xué);2019年

5 萬(wàn)園慧;基于脫氧核酶熒光探針和納米材料的生物傳感新方法[D];湖南大學(xué);2019年

6 馮思琛;鎳鈷層狀雙氫氧化物的控制合成及其鐵離子摻雜增強(qiáng)析氧性能的研究[D];廈門(mén)大學(xué);2019年

7 馮靜;納米材料的仿生合成及其抗腫瘤藥物控釋性能研究[D];河南師范大學(xué);2019年

8 崔凱慶;酵母細(xì)胞分泌液指導(dǎo)下納米材料的合成及其潛在應(yīng)用[D];河南師范大學(xué);2019年

9 徐倩倩;基于0D，2D納米材料的水體難降解有機(jī)污染物檢測(cè)與去除研究[D];湖南大學(xué);2019年

10 孫多;不同病理模型中二維鈀基納米材料的應(yīng)用及相關(guān)診療體系的設(shè)計(jì)研究[D];廈門(mén)大學(xué);2019年

本文編號(hào)：2872620