納米ZnO對羊角月牙藻的毒性效應(yīng)及其機理研究.pdf

1、納米氧化鋅（ZnO NP）作為目前世界上產(chǎn)量和使用量最大的金屬氧化物納米材料之一，其在生產(chǎn)、運輸或使用時直接或間接處置產(chǎn)品釋放到不同環(huán)境介質(zhì)中，而水體便是其歸趨之一。水體中的生物體，特別是與它們直接相互作用那些生物，例如藻類，水草和魚類等有更大的機會暴露于納米材料并受到?jīng)_擊。而目前關(guān)于 ZnO NP對藻類細胞毒性效應(yīng)研究較少，且其對細胞致毒機理研究仍未得出統(tǒng)一的定論。
　　本研究以初級生產(chǎn)者藻類中的羊角月牙藻作為受試生物，以ZnO

2、 NP為研究對象，研究了不同濃度 ZnO NP對羊角月牙藻生長、葉綠素含量、可溶性蛋白含量、超氧化物岐化酶(SOD)及過氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量及細胞內(nèi)外ZnO NP變化。其次，為了解不同光照條件下 ZnO NP對細胞生長及表面結(jié)構(gòu)影響，本研究設(shè)置在黑暗及正常光照周期（光照/黑暗=14 h/10 h）兩種條件下，研究不同濃度ZnO NP及Zn2+對羊角月牙藻生長、葉綠素a熒光、細胞膜通透性、藻分泌蛋白及細胞表面結(jié)構(gòu)影

3、響。
　　結(jié)果表明，ZnO NP對羊角月牙藻的生長抑制與處理濃度呈現(xiàn)正相關(guān)。在45 mg·L-1 ZnO NP暴露24 h后，其生長抑制率已達到95％。當ZnO NP作用藻細胞72 h后，羊角月牙藻細胞的葉綠素含量與處理濃度之間存在劑量-效應(yīng)關(guān)系。低濃度(0.5 mg·L-1)ZnO NP處理后藻細胞可溶性蛋白質(zhì)含量、SOD和POD酶活性明顯下降，MDA含量升高，其產(chǎn)生的毒性效應(yīng)高于高濃度組(5 mg·L-1，45 mg·L-1)

4、。細胞培養(yǎng)液溶出Zn2+量及藻細胞外吸附的ZnO NP與ZnO NP濃度成正比，但是藻細胞內(nèi)ZnO NP量與ZnO NP濃度沒有相關(guān)性。
　　另外，在黑暗條件下，ZnO NP對藻細胞生長無影響，甚至在短期內(nèi)能夠促進其生長；而轉(zhuǎn)換到正常光照周期下，不同濃度ZnO NP作用藻細胞24 h后，其細胞數(shù)與對照相比降低了51%~54%。不同濃度Zn2+在兩種條件下均能抑制細胞生長。在黑暗條件下，ZnO NP對細胞葉綠素 a自發(fā)熒光無影響；而

5、暴露于正常光照周期下，不同濃度ZnO NP對藻細胞葉綠素a熒光影響不同于黑暗條件，與對照組相比，在1,5及10 mg·L-1 ZnO NP作用72 h后，葉綠素a熒光強度分別降低36%，50%及65%，由此可見在光照影響下，ZnO NP會降低細胞葉綠素 a熒光強度，進而影響光合作用。三維熒光光譜（3D-EEM）結(jié)果表明，暴露于正常光照周期下，10 mg·L-1 ZnO NP作用藻細胞72 h后，與對照組相比，分泌蛋白的熒光強度降低59%