曲广波等在黑磷的水生毒性研究中取得进展

发布时间:2019-12-20  |  【打印】 【关闭

  环境化学与生态毒理学国家重点实验室曲广波等在黑磷纳米片的水生毒性效应研究中取得进展,相关成果以“Cellular uptake of few-layered black phosphorus and the toxicity to an aquatic unicellular organism”为题近日发表于Environmental Science & Technology(DOI: 10.1021/acs.est.9b05424)。

  黑磷作为一种新型二维材料,其在光电及生物医学等领域有巨大的应用潜力。黑磷纳米片的规模生产和使用可导致其进入环境。已有的研究表明,黑磷纳米片通过诱导氧化应激、DNA损伤和免疫毒性对人体造成健康风险。目前,黑磷纳米片释放到水体中所带来的潜在环境效应未知,黑磷纳米片对水生生物可能产生的毒性作用逐渐引起关注。本研究以水体中广泛存在的单细胞原生动物嗜热四膜虫为模式生物,研究了黑磷纳米片对四膜虫的潜在毒性。本研究通过3D拉曼成像等技术手段,发现四膜虫可直接摄入黑磷纳米片。黑磷纳米片通过四膜虫头部的“口器”被食物泡包裹进入到四膜虫细胞内,并导致四膜虫细胞畸形、大量纤毛脱落和细胞膜碎裂。在10 μg/ mL黑磷纳米片暴露仅4 小时后,四膜虫的增殖显著受到抑制。黑磷纳米片在环境中不稳定,在水中会降解为H3PO2、H3PO3和H3PO4等可溶性物质。本研究的结果证明了黑磷纳米片对四膜虫的毒性也来自于其降解产生的磷酸。同时,四膜虫细胞内累积的黑磷纳米片也在其毒性中起重要作用。黑磷纳米片诱导了四膜虫细胞内活性氧含量显著上升,产生氧化应激,这是黑磷纳米片对四膜虫产生毒性的机制之一。该研究为了解黑磷纳米片对水生生物的毒性及其潜在的生态风险提供了科学依据。论文第一作者为博士研究生吴琪。

  论文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.9b05424

  该研究得到了国家自然科学基金和中国科学院青年创新促进会的支持。

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