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

1、作為一種重點研究的環(huán)境污染物，鎘被國際癌癥研究機構(IARC)列為IA類致癌物質，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、飲食及飲水攝取。鎘是一種能在人體和環(huán)境中長期蓄積的有毒重金屬物質，在人體內的半衰期長達10-35年。作為機體生長發(fā)育非必需元素，很少量的鎘進入人體即可通過生物積累，對腎、肺、肝、睪丸、腦、骨骼以及血液系統(tǒng)產生一系列損傷，最終導致病人死亡。
　　納米材料作為一種新興物質，

2、已在新材料、新能源、環(huán)境保護和生物醫(yī)藥等領域具有廣泛的應用，但隨著納米材料在現(xiàn)實生產和生活中的大量生產和使用，將導致其在生產、運輸、使用和排放等環(huán)節(jié)中通過多種途徑進入環(huán)境并在環(huán)境中擴散。盡管目前沒有關于人工納米材料直接造成人體健康危害的報道，但其潛在的環(huán)境與健康風險已日益受到關注。針對納米材料的環(huán)境過程與環(huán)境生物效應，雖然已開展了一些研究并取得了一定的成果，但目前人們對其認識程度卻遠遠滯后于納米材料生產和應用的發(fā)展速度。
　　納米

3、材料釋放于環(huán)境介質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，導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)境行為和生物效應發(fā)生改變，給生態(tài)環(huán)境帶來未知的威脅。目前已有文獻報道針對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，對相互作用后形成納米材料-污染物復合物導致的生物效應也少有報道。
　　秀麗隱桿線蟲具有結構簡單、身體透明、易于觀察、繁殖周期短等生物學特征，在

4、環(huán)境毒性物質評價中有著其它模式生物無法比擬的優(yōu)勢，因此本課題選用秀麗隱桿線蟲作為模式生物、重金屬鎘作為污染物模型進行生物效應研究，通過比較二氧化鈦納米材料與重金屬相互作用形成的復合物與單獨暴露兩種材料的毒性評價，揭示納米材料對于Cd生物效應的影響。因此選題具有重要的理論價值和應用前景，研究結果對于納米材料的安全應用和環(huán)境評價具有指導意義。
　　本課題的研究結果顯示二氧化鈦納米材料可以迅速吸附Cd2+離子，并在4小時后并達到吸附平衡

5、，其對Cd2+的吸附能力常數(shù)qm為8μg/mg。利用線蟲DNA損傷修復基因缺陷品系，研究48hLC50發(fā)現(xiàn)，線蟲突變體abl-1(ok171)和ced-3(n717)是較野生型N2敏感的金屬毒性評價體系，hus-1基因增加了線蟲對鎘的抵抗力。通過對線蟲的體長、存活、凋亡等終點比較得出，TiO2-NPs對于線蟲的生長有一定的抑制作用，且隨著時間的推移，線蟲體長恢復正常;高濃度Cd2+嚴重影響線蟲的生長發(fā)育，TiO2納米材料對于Cd2+脅迫