微纳米塑料与细胞的相互作用的研究进展

微纳米塑料(M/NP)主要是指塑料在紫外线照射、机械摩擦等条件下发生碎裂而形成的,尺寸在微纳米范围内的粒子.M/NP污染范围广、种类多,对环境生物造成了各种负面影响,而最近从人体中检测到M/NP的报道频繁出现,M/NP对人体健康的影响已经成为研究热点.M/NP对生物的影响依赖于其与细胞的作用,而M/NP的细胞摄取和外排是影响其在细胞内的滞留,进而影响其生物效应的关键.因此,在简单总结了环境中M/NP的来源、人群暴露途径及已发现的健康影响的基础上,详细总结了M/NP与细胞作用的研究进展,包括细胞对M/NP的摄取和毒性,以及相关影响因素,并展望了今后开展相关研究的方向和需要关注的事项,为M/NP的生物效应的研究以及健康风险评估提供参考.     

微纳米塑料的最新研究进展

为更精确地监测出存在于土壤、大气和水域等不同环境中的微米塑料(MPs)和纳米塑料(NPs),以形成对该种污染物的标准化定义和清晰明确的区分标准来满足在后续监测环节中的要求,从MPs/NPs的现状、对生命体的危害和监测分离及消解技术三个方面对其研究进展进行梳理和全面系统地总结。研究表明,MPs/NPs在三相中的循环过程尤为复杂,体积不同、外力因素、地区差异都会对其归宿和处理产生不同程度的影响。但是,目前污染监测和处理技术尚未统一,其对生物体和人体的威胁和影响也未可知。旨在进一步研究MPs/NPs污染治理,为人类的健康和社会的可持续发展提供科学指导。     

微塑料对人体健康的影响概述

随着全球塑料制品使用量的增多,近年来微塑料污染问题愈加严重,由此带来的对人体健康的潜在危害和影响也受到了人们的广泛关注.微塑料在人类生活环境中无处不在,在水、大气和土壤环境中均有分布.由于塑料的难降解性,这些环境中的微塑料会长期存在,可能通过摄食和呼吸等途径进入人体内.并且,微塑料的比表面积大,容易吸附金属和有机物等有毒污染物,并携带进入人体.进入生物体内的微塑料和其携带的有毒污染物会对生物体造成毒性,引起氧化应激反应和炎症等,还会导致能量平衡和新陈代谢的紊乱,并产生基因毒性.然而,目前微塑料对于人体的暴露水平和毒性机制尚不明确,如何准确检测和定量生物体内的微塑料以及结合多种技术手段研究其毒性机制和对人体的潜在危害均是未来亟待解决的问题.     

聚乙烯微塑料对蚕豆幼苗的毒性效应

近年来,土壤微塑料污染日益严重,其生态效应亟须关注.以市售青皮蚕豆(Vicia faba)为受试植物,采用不同浓度(0,10,100,500 mg·kg-1),50～100 μm 粒径大小的聚乙烯微塑料(polyethylene microplastics,PE-MPs)土培处理30 d.通过测定蚕豆生物量、叶片光合作...     

聚苯乙烯微塑料和纳米氧化锌对锦鲫的复合生物效应

纳米金属氧化物和微塑料均为典型的颗粒态污染物,对水生生态系统存在安全风险,但目前鲜有研究两者对水生生物的复合效应.为探究聚苯乙烯微塑料(Polystyrene Microplastic,PS MPs)与纳米氧化锌(ZnO Nanoparticles,ZnO NPs)复合作用下的生物响应,以锦鲫(Carassius auratus)为受试生物,将其暴露在ZnO NPs(1 mg·L^-1),PS MPs(1 mg·L^-1,10 mg·L^-1),ZnO NPs+PS MPs (1 mg·L^-1+1 mg·L^-1与1 mg·L^-1+10 mg·L^-1)中14 d.测定了两种颗粒物的水合粒径、Zeta电位、水体Zn²⁺含量、Zn在锦鲫各组织中的富集量和肝脏氧化损伤指标.结果显示,与PS MPs复合后,ZnO NPs在水体中的团聚性和稳定性增加,与高浓度PS MPs复合后水中Zn²⁺含量降低;锦鲫各组织...     

微乳液法制备纳米Al2(WO4)3

对微乳液法制备纳米Al2(WO4)3进行了研究.分别以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和二(2-乙基己基)磺基琥珀酸钠(AOT)为表面活性剂,在表面活性剂-正辛烷-盐水体系的W/O微乳液区成功地合成了纳米Al2(WO4)3.实验结果表明,以AOT为表面活性剂的微乳液体系制备的纳米Al2(WO4)3颗粒小,粒度分布均匀,其颗粒大小在40 nm左右且为球形.同时还在CTAB/正丁醇-正辛烷-盐水体系的W/O微乳液区、O/W微乳液区和液晶区合成了Al2(WO4)3,并将产物进行了比较.结果表明,在W/O微乳液区能够合成出粒度分布较均匀且粒径在100 nm以内的纳米Al2(WO4)3.     

Casimir效应对微纳机械开关稳定性的影响

在微/纳机械系统中的一个重要问题就是粘附效应(stiction)。在亚微米尺寸下,Casimir力对于粘附效应的影响是最为严重的。本文分析了Casimir效应对于微纳机械开关中与粘附效应相关的两个参数临界初始距离Lmin和临界电压(pull-involtage)的影响。在临界电压的分析计算过程中重点讨论了材料性质所产生的作用。随着微纳构件之间距离的减小,材料的导电性和表面粗糙程度对器件的稳定性的影响也越来越大。在微/纳机械系统的制造中,通过选择不同的材料可以极大地改善系统的稳定性。     

聚乙烯、聚丙烯微塑料致雄性小鼠生殖毒性的联合效应

目的 探讨聚乙烯(PE)微塑料、聚丙烯(PP)微塑料及二者联合应用对雄性小鼠生殖损伤效应,并初步探讨其机制.方法 根据2×2析因设计将32只C57BL/6雄性小鼠随机分为阴性对照组、PE微塑料染毒组、PP微塑料染毒组及PE+PP微塑料联合染毒组.对照组喂饲正常饲料,微塑料单独染毒组喂饲添加1%的PE或PP饲料,联合染毒组喂饲同时添加1%PE和1%PP的饲料.饲养60 d后分析各组小鼠精子质量、血清性激素水平及睾丸组织氧化应激情况.结果 与对照组比较,PE组、PP组、PE+PP组小鼠精子畸形率增加(P<0.05);PE+PP组精子数量、精子活力下降明显(P<0.05).与对照组比较,联合染毒组小鼠血清睾酮水平、黄体生成素(LH)水平明显减少(P<0.05),PE组、PP组、PE+PP组小鼠血清卵泡刺激素(FSH)明显上升(P<0.05).与对照组比较,PE组、PP组、PE+PP组小鼠睾丸组织超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性降低(P<0.05),膜脂过氧化产物MDA含量明显增高(P<0.05).析因分析表明：微塑料PE、微塑料PP在降低...     

Casimir效应对微纳机械开关稳定性的影响

在微／纳机械系统中的一个重要问题就是粘附效应（stiction）。在亚微米尺寸下,Casimir力对于粘附效应的影响是最为严重的。本文分析了Casimir效应对于微纳机械开关中与粘附效应相关的两个参数临界初始距离Lmin和临界电压（pull-in voltage）的影响。在临界电压的分析计算过程中重点讨论了材料性质所产生的作用。随着微纳构件之间距离的减小,材料的导电性和表面粗糙程度对器件的稳定性的影响也越来越大。在微／纳机械系统的制造中,通过选择不同的材料可以极大地改善系统的稳定性。     

铁(氢)氧化物对金纳米粒子的吸附行为研究

随着纳米技术的应用越发广泛,大量纳米粒子(NPs)进入到环境中,对环境和人类健康构成潜在风险。研究NPs与环境中普遍存在的铁(氢)氧化物的吸附过程和机制,对于理解NPs在环境中的迁移与转化具有重要意义。另一方面,在一些红土型金矿和卡林型金矿的氧化带中发现了以铁(氢)氧化物为载体的天然金纳米粒子(AuNPs),研究NPs与铁(氢)氧化物的相互作用,也可以为相关矿床中的天然NPs的成因提供一定参考。本研究以应用较为广泛的柠檬酸盐包覆的AuNPs为例,以赤铁矿、磁铁矿、针铁矿作为铁(氢)氧化物代表,研究在含柠檬酸盐体系中不同pH、离子强度(IS)下铁(氢)氧化物-AuNPs的吸附规律和作用机制。发现在酸性条件下(初始pH在4～6时),铁(氢)氧化物-AuNPs的吸附行为由静电作用力主导;在碱性条件下(初始pH在7～10时),不同铁(氢)氧化物对AuNPs的吸附行为有较大差异,赤铁矿、磁铁矿与AuNPs由于静电斥力几乎不发生吸附,但针铁矿与AuNPs发生了较为强烈的吸附作用。我们认为针铁矿的吸附差异可能是柠檬酸盐在碱性条件下发挥的促进作用以及针铁矿的结构羟基导致的。研究也表明,总体上IS的增加...     

微塑料与有机污染物的相互作用及环境行为研究进展

通过概述微塑料进入水环境后与有机污染物相互作用行为(微塑料进入水体后吸附有机污染物,并且会在水环境中释放有机添加剂)及其发生的机制、影响因素及生物毒性,分析当前研究的不足,认为还需对微塑料与有机污染物相互作用的研究进行扩展,如加强淡水环境中的研究、建立系统研究体系、注重生物膜影响,为进一步研究微塑料在生态环境中行为及功能性提供理论依据。     

海洋微塑料研究焦点及存在的科学认知误区

评述了当前海洋微塑料研究的有关前沿热点问题,指出了海洋微塑料研究在样品采集和分析方法存在的缺陷及人们对海洋微塑料认知产生偏差的原因,分析了这些错误认知导致在微塑料毒理学、塑料入海通量、环境风险评估等热点研究方面存在的不足和错误,并介绍了一些新的研究观点和进展。提出了海洋微塑料研究有待解决的重要科学问题及未来研究发展的建议。     

纳米氧化硅的体外细胞毒性

采用红细胞溶血实验、MTT法、形态学和测定培养液中乳酸脱氢酶(LDH)含量比较纳米S iOx及微米S iO2对红细胞和RAW264.7细胞的毒性作用;测定丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、羟自由基(.OH)、超氧阴离子自由基(O2.-)、一氧化氮(NO)等氧化应激指标,探讨其毒作用机制.研究结果表明:纳米S iOx与微米S iO2在一定粒子浓度范围内致红细胞溶血率及生成MDA的量随浓度增加逐渐升高,呈剂量-反应关系;RAW264.7细胞的半数抑制浓度(IC50)分别为11.60,38.12mg/cm2;染毒细胞体积明显增大,呈气球样变;纳米S iOx及微米S iO2在0.036~0.571mg/cm2浓度范围内,可引起培养液中LDH活性显著升高,呈时间-效应关系,相同浓度纳米S iOx致培养液中LDH含量高于微米S iO2;染毒细胞内MDA,H2O2,.OH,O2.-,NO水平显著升高.结果提示相同浓度纳米S iOx的毒性作用较微米S iO2强,氧化应激在细胞毒性中起一定作用.     

PMMA/Ce(OH)3-Pr2O3/NanoG纳米复合材料的制备与表征

首次利用一种新方法(反胶束模板-原位聚合一步法)成功合成了聚甲基丙烯酸甲酯/Ce(OH)3-Pr2O3/石墨纳米微片复合材料.膨胀石墨在乙醇-水溶液中经超声处理制得石墨纳米微片,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为油相,稀土金属离子Pr3 ,Ce3 水溶液为水相,表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(TCAB)自组装形成的反胶束为模板,制备了PMMA/Ce(OH)3-Pr2O3/NanoG纳米复合材料.产物用CHCl3分散,涂于载玻片上,制得纳米复合材料薄膜.并用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和差热-热重(TG-DTA)对该复合材料进行了表征和分析.     

不同盐度下敌敌畏对海水小球藻的毒性效应

本对不同盐度下敌敌畏对海水小球藻的毒性效应进行了研究．结果表明。EC50(48h)或EC50(72h)可作为准确评价敌敌畏毒性效应的指标．盐度作为环境因子可较显影响敌敌畏对微藻的毒性效应．在低农药浓度下，高盐海水中的小球藻可表现出一定的“毒物兴奋效应”。但在低盐条件下则无此效应．在高农药浓度下。随着盐度变化。敌敌畏对海水小球藻的毒性效应呈现3种不同的情况．     

银纳米颗粒在秀丽隐杆线虫体内的累积及毒性效应研究进展

银纳米颗粒（silver nanoparticles,AgNPs）由于其优越的性能,被广泛应用于医学制药、化学催化、个人护理等各个领域.在大规模的生产、消费和废弃过程中,大量AgNPs进入环境.研究表明,AgNPs在环境中会发生迁移转化,同时有可能在生物体内蓄积,并产生多种毒性效应,其生态风险不容忽视.作为毒理学研究中广泛使用的模式生物,秀丽隐杆线虫在纳米颗粒生态风险评估中具有独特优势.由此,对环境中AgNPs的来源和转化进行了阐述,同时总结了AgNPs在秀丽隐杆线虫中的累积、分布和毒性效应及内在作用机制,并进一步探讨了影响AgNPs生物累积与毒性效应的主要因素（如AgNPs的大小以及表面修饰、离子强度、天然有机质等）,旨在为AgNPs生态风险评估提供科学支撑.     

中空SiO2微球对重金属Cd(II)的吸附研究

采用壳上具有纳米孔的中空SiO2微球从溶液中吸附重金属Cd(II)离子,研究了被吸附溶液的pH值、Cd(II)离子初始浓度、吸附时间等对吸附Cd(II)离子的影响。结果表明,壳上具有纳米孔的中空SiO2微球可用于从溶液中吸附Cd(II)离子。在pH>3的弱酸性溶液中比在pH≤3的酸性条件下中空SiO2微球吸附Cd(II)离子的量要大得多。Cd(II)离子初始浓度小于0.4 mol.L-1时,Cd吸附量随Cd(II)离子初始浓度的影响较小,进一步增大Cd(II)离子初始浓度,吸附量大幅攀升。     

微塑料和锌及其复合污染对土壤养分的影响

为探究金属、微塑料和二者复合对土壤性质的影响,研究了两种微塑料和锌及其复合污染对土壤养分的影响,结果表明：0.1%PE可提高碱解氮含量(21.76%)和脲酶活性(52.35%),1%PE则可降低速效磷含量(87.39%),10%PE可提高有机质含量(55.84%);PBAT对土壤养分的促进作用高于PE对土壤养分的促进作用,PBAT对养分的促进作用随添加量的增加而上升;单一锌污染(200 mg·kg^-1)可提高了脲酶活性(34.43%),400 mg·kg^-1则可显著降低有机质含量(21.36%)和速效磷含量(73.77%),而800 mg·kg^-1则可显著提高碱解氮含量(38.35%);在微塑料(1%)和锌(400 mg·kg^-1和800 mg·kg^-1)复合污染处理中,PE(1%)-Zn显著提高了速效磷含量(279.18%～387.77%),但800 mg·kg^-1的促进作用大于400 mg·kg^-1的促进作用,PBAT复合处理能显...