纳米TiO2对黄型赤潮藻的毒性效应.pdf

纳米t i o ：对典型赤潮藻的毒性效应 摘要 近印米，纳水利j e 迎技胜庀纺纵、药物载体、 u 、化妆1 以殷师f 果。扛 、l p 等冉断戍川泛。纳米材料 ：物理化学悱质方m 有其独特i k ，例如i 具彳表面效 应、量丁j t 寸教忆小尺、效应、宏观量j 二隧道效应，n j 能会给牛物带来极人的 霞个隐患，纳水产品冉生产、使川和处理等过程中，能够进, k fr j 大气、沉积物以 及海洋- h 似随2 衙求的是j 安仝问题纳水颗粒对牛物驶其环境，棼争魁人类 足币仃打负设j 虹水殳系统研究了纳米】i 0 2 对l lh j 骨条凛( s k e l e t o n e m “c o s ! “i l l l l l ) 和撕谍r p 藻( g j m n o d i n i u mh i e v e ) 的c # 悱教戍，乜括时细j 世生长旧影响( 叶绿豪) 、 对门丛禽繁f o t t 、h i 0 2 、0 2 ) 搏响、对抗氰化酶系统的影响( 超氧化物歧 化晰、过“化氧莉) 训匀眦f | c ! 透陀( i q 一醛j 的影】l q ，胁r 】进步研7 曲目水t i o 二 对办潮藻的t 瑶性机制，确定j 纳术1 1 0 2 时艇襟1 1 藻细，地产e 活性氧口n 1 址 ( r e a c t i 、co x i d es p e i c e s r o s ) 的l 篮f 1 = j 1j 化点，lc 1 硬的究结粜如】、 透射乜镜t r a n s m i s s i o ne l e c l r o n m i c r o s c o p e + t e m ) 分析纳米t i 0 2 的粒静均小 j ：1 0 n m ，| l 能迸2 “ , f f l j i = ：i - - - “ i l l i j f f f t ) , j 纳水f i 0 2 列觚襟 i 藻和一n 骨祭凛均订一k 陀效 应，j 烈1 i7 2 h 的r 敌奴矩淋f 蛆 c w 】为q7 m * 一c 小“ 毓藻7 2 1 1 1 j 、r 数 败t 浓瞍( e c w l 为7 3 7 m g l ：眦n 水t t 0 2 会i 埠低抛谍l l t 鞋椰j h e i 条穰怕l l 鲱 鬃禽： ； 随符纳水1 1 0 二浓嫂的川l 曲， ，i 徘i j 凛m d a 的岔量r l 寄，s o d 的活nr 断 1 町c a t 的i 儿计高，羟 i 丛和过钮化氯自【i i 牡的含鞋娃蒋r “f 断超氧刚离 j l | j j 的禽i j 川趋辨。i l t j - i j ：f j 汁祭藻m d a 的禽鼠i 著悱f 降s 0 1 ) 的活 盹! i i i 苦帆_ 一曲，c a 的活悱缸卉悱f 降羟n 山染驯j i 氧化氧f l i l i 坫的禽最 娃并盹川： ，田瓴刚目j 7 t l 肚的行进。- 。1 仆趋辨。 订纳米怂j f 液中并没有舱一划到t l 。，实验if ! 叫不是冈为逃敞设应i l l j 影l 啊j 藻 细胞! l k n 怂浮液- p 也j 卜没白f _ _ ! 测剑r o s ，葩i 川纳米j 3 r 牲诒卸i 胆外行小能j 。 乍r o s 。找i r lj l n 过由入l 子抑制刺( 敞草降、4 r , i j 女酮、双舌h 索) 的打式研究了纳 水t i o ，j 。生r o s 的似啦。结肥在咐，纳米l i o 二坩短凛i f 嚣，“巾濒细胞的i 三耍旺 - _ 之 足叶绿体通过研宄纳米t i 0 2 刘离体绿体的影l i 向n 4 时i l e l 删r | _ 绿体 的确能够产牛r o s ， t o x ic i t ye f # e c t s 。fn a n o t i 0 ，o nr e dt id e a 【g a e a b s tr a c t n a n o m a t e r i a l sa r ei n c r e a s i n g l yb e i n gu s e di ni n d u s t r i a lp r o d u c d o na sv , c l la s t e x t i l e se l e c t r o n i c sp h a n n a e e u t l c sc o s m e t i c s a n de n v i r o n n l e n t a lr c m e d i a t i o na n d h es e e t l l i l yp r o b l e mi s f o l l o a i n g w h i c hi s i ft i l en a n o p a r t i c l e sh 、en e g a t i v ee f f e c t s o i ll h eb i o l o g i c a lh u m a na n de n v i r o n m e n t sn a n o m a t e r i a li s u n i q u ei nd i ec h e m i e n a n dp l bs i c a lp r o p e r t i e s ，s u c ha sh i g hs p e c i f i cs u r f a c ea r c h a b u n d a n tr e a c t i v es i t e s m t h es u r f a c ea n dt i n y s i z e “ m d c hc a np o s eap o t e n t i a lh a z a r dt oo r g a n i s m st ot h ew b o l e e c l l s y s t c mn a n o m a t e r i a sc a ne n t e ri n t ot h ea t m o s p h m es e d i m e n ta n dt h es c ai nt h e p l o c l ? s so ft i l ep r o d u c t i o n u s eo fp r o d u c t sb a s e d ( mt i l e i l a n o t o c h i l o l o g t h ep a p e r s t u d c st i l et a x c i t ye l j c t so fp , l p , o - 1 0 2o nm dt i d e a i g a ei l _ c c l u d i n gt h ec o l l t c n lo f c h h ) i o p h 3 i i t h ec o i l t c n to fh y d r o x ? r a d i c a l s h 3 d i o g c np e r o x i d el i c er a d i c a l sa n d s u p e r o x i d er a d i c a l st h ea c f i v i l yo fs o dt o l dc a ia n di u i t h e ls l u d i e sf a ct o x i c i t 、 m e c h a n i s mo l1 1 a 1 1 ut i o , o i lx e dt i d ea l g a ed e t er m i n ec 1 1 cr o sp t o dl i c l i o l ls i t eo lt h e 【“唯c is i t eo l t h en a l l o l i o zth er e s u l t s v e ”p r e s e ma m i k ms - l i ep a l t i d e ，co t1 1 a l m - t i o 、a sl e s st h a n4 0 r i mb 、ir ar l s m ie l ( cj c c 1 _ 1 m o s c 0 1 ) c a n d1 h ef l ：l l l o i l ) ：c a ni n t e ei n mt h ea l g a ec e l l sn a n o t i ( t 二h a te st o x i c i bc l l e c t so n b o f a q ) i l l i i o d i n i ；l l l lh n ca n ds b i 。1 c m 。c o l 1a n d t e s p e c t i x e l 3f a c 、t 、t i s9 j g l 。a n d7 3 7 m g i n a n o 一1 i 0 2c a nr e d l l c ct h ec o l l t c n 【o fc h l o r o p h v i io f j e dt l d e a l g a ec e l l s w i t ht h eh l cj e a s i n gc o n c e n t r a l i o l lo fr t a n o t i t a n i u l l ld i o x i d ct h ec o l l t 2 1 _ 【lo f m d a d e c r e a s es l g n i f i c a n t l 3 m ea c l i x i t ) 州s o dd e c r e a s e ss i g n i f i c a n t t h ea c t i 、i bo f c n i n c r e a s e ss i g n i f i c a n t l y t h ec o n t e n to lh ) + d r o x y lr a d i c a l sa n dh 、d i o g e np e r o x i d ef l e e r a d i c a l si n t o e a s e ss i g n i f i e a n t ba n dt h ec o l t e n to fs u f , e r l 、x m er a d i m d sd t ? v r e a s c xi n o ) m n o d i n i u m ，_ 、pc e l l sw h i l ew i t ht h ei n c r e a s i n gc o i l c c n i a t i o n l i l a l l o d t a n i u n l d i n x i d et h ec o l l t e l 3 to fm d ad e c r e a s es i g n i p l c a i l t l t h ea e f i , i t 3o fs o di n c r e a s e s s i g n i f i c a n t l 7 f a ea c t i v i t y o lc a jd e c r e a s c ss i g n i l i c a n t l y t h ec o i l e l l o fh y d r o x y l m d i c a l sa n dh y d r o g e np e r o x i d ef r e er a d i c a l si n c r e a s e ss i g n i f i c a n t l ya n di b ec o n l e n o f s u p e r o x i d er a d i c a l sd e c r e a s e si n 酣e l e t o n e m oc o s t a t w nc e l l s n a n o - t i 0 1 c a ng c n e l a kr o si nr e dt i d ea l g a ec e l l sr u ti 1l ) ”g e n e r a t e sr o si nt h e c e i l s 。l h c a sl l o td c t c c l e dr o sa n dt i “i nt h ci l a l l ot i o ，s u s p e n s i o na n dt h e g r o u t h 【) ia l g a ec e l l sd on o c h a n g eb e c a t t s eo is h a d i n ge f f e c tt h r o u g ht h ea d do f c l c c m m i ci n h i b i t o r s ( d i u r o n r o t e n o n e 、d k o u m a r i n ) w cs t u d yt h er o sp r o d u c l i o ns i t e o f1 3 a n o - t i o 0 1 2t h ea l g a ec e l l sl h er e s u l t ss h o w e dt h a to r t eo ft h em a i ns i t e so f l l a n ot i 0 2o i lt h ea l g a ec e l l si sc h l o l o p l a s t se l e c t m nt r a n s p o r tc h a i na n dt h r o u g ht h e s t u d yo fn a n o - r i o t , o nt h ei s o l a t e dc h l o r o p l a s t s t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ei s o l a t e d c h l o r o p l a s t sj i ) d c e dg e n e r a t e sr o s k e y w o r d s ：n a n ot i o hr o s ，r e dt i d ea l g a e e l e c t r o nt r a n s p o ( tc h a i no x i d a t i v e s l r e s s 目录 0 沂c j l 绪论 2 1 l 研究背景和意义 2 l 2 纳米材料的定义、性质和府i i j2 12l 纳米材利的定义_ 肚质 2 i22 纳米二_ 氧化铁的特性以及心用 ： 】3 纳米颗粒进入环境的建径及进入水环境后的行为3 1 1 纳米材料埘藻毒州：效心的研究进展q l 1 1 纳米利料对藻的毒眭作川d l42 纳米颗粘刈藻类的致毒机理 5 l i i ( 姑产生的丰要选径7 lji绿体8 l52 线牲作 l j h 他逢仟 lj4 植物细胞r o s 的消除 8 本酬究呐f 1 柏、意义和技术路线 61 f _ j 究| _ 【c j 和崽义 62 研究内容 6 ：；技术蹄线 l2 j 2 2l 0h 1 1 21 材料。o 方法 i j 2 2l*骑村“li 2 22 共驰厅浊 1 6 223 嗡测方法 1 7 2，结米，l_论18 2 ；l 纳术i i 0 2 的粒张分日f1 8 2 3 2 小川浓度的纳米t i o 二刊觚裸1 f 凛的肥忐特征n 0 始i 州 l g 2 j 蚋水i i o ! 存艇株i t 氍f l l 性内的分市1 9 2 一 1 纳米t i o _ , 埘蛳磔t 艇和叶1 m 崩祭藻1k 的影2 1 2 j 纳水t i o ? 刑藻叶绿索a 的影叫 2 2 2 1 小 。i 2 4 纳米t i o ? 对藻细胞抗氧化体系的影响2 j ： 1 。，1 苦 z j 32 材料，疗法 2 j ： 2 l 实验材制 2 j 322 史骑方沾 2 6 ： 2 ： 检测与法 孙 g 0 n l， 置3 结架与耐隆 2 8 j 1 纳米0 2 刈禁超轼化物歧化酶( s o d ) 引过氧化氩研( c a t ) 的 影】响 2 8 ： 2 纳米t i 0 2 对 巢n 醮( m d a ) 的影响 3 1 34 小结： 2 4 纳米t i 0 2 剥藻细胞白【白基的影响和累积r o s 的机制 3 3 41 f 言 3 3 42 材料与方法3 3 421 实验材料3 3 422 蛮验方浊m 42 3 检测方法 q3 鲒震和讨沧 4 3 j “ r i 0 2 圭| j i 术釉粒州藻“山基的影响 3 曾 432t 1 0 2 纳米颗粒剥鼬i f 轻微结构的影响 4 2 33 遮蔽宜骑4 3 l34 抑制剂对纳米t i o ：济导藻r o e 的影响州 1 35 纳米t i o ，埘离体1 1 i 绿体i 彩1 w4 h 44 小结4 9 s 结沦、创新之处l 展望 ji 结论 52 倒新2 处 53 研究展望 参考文献 j 1 救蜊 个人简历、存学j 帅z j 发表z 术沦文1 _ 刊f 究成果 6 2 川引弛础 垧水n 0 ：对热掣赤潮，的4 悍斌m 0 前言 随 f 纳米科技的b 速发艇，人上纳米利料在啬多力衙虎川泛，侧如纺织、 i u 子、医药、化妆品和环境保护等( n e le l a l 2 0 0 6 ；d u n p h y g u z m a l c ia l2 0 0 6 ：t h e r o y a ls o c i e t y t h er o y a la c a d e m yo f e n g i n e e r i n g ，2 0 0 4 ) 。0 5 t , f i 全球在纳水科披 1 们投资选1 亿，r t lj _ 预| 十存2 0 1 1 - 2 0 15 这5 年，在纳米相咒j 叫e 的投资叫达i 于 亿。2 0 1 0 年纳米顺粒的牛产达到1 矿1 0 5 吨( n a v m t op ，a l2 0 0 8 ) 。纳水材料在物 理化学性质方咀1 何其独特性，具有表面效应、最子尺寸效麻、小k 寸效应、曩规 量f 隧道教麻时生物有l 扛性作。人】纳米颗粒在小产、制造、唐损和处州的 过程中小可避免的进入环境，尼其是麻丌 一叫、境修复中的纳米颗牲( 例如纳米 0 、 ) 。，2 0 0 3 年叭米，许多学肯邪报道了纳术颗牲的潜 ，坛性州1 m - 商： 多行、i k 利”l 八r 纳米颊杭的l t = l 时，嘤加强纳、求颗 t 带拒面性效啊的州究。 海 i l i i # , q 辽例，i t 接或i 刊接旧受到备种物质的7 一j 染。纳米煳牲a 水体一| 】f | 0 r 为会够响到海i t q - 出系统的半衡叭及，上物链和牛物州存，k 志系统t _ 的地何f m a e lu 1 2 0 1 0 ：z h up ，f f 2 0 0 8 ) 。所以纳米材料剥水资源的措存毒肚和h 境效应受圳 地求地多们奠；h ( g l f l 乍岳系缆l t ， 游m 物幅十生t l “打址域堆木呐许抨绁 ! i _ 在海i r 牛态采统中的鼋篮作川是黑而易见的浮游 f i 物能啦为扎# f 也情养级晌仉 物提供能啦曰m 7l 刈杜个海洋生态系统柏维系起天键作川。i h 以海藻山l 的泞 游 e i 物受到影叫，其后果是难以仙算的。所以，究纳米。氧化铁州海藻的，忭 效心t - i 以作为：氧化饿纳米材料对1 4 洋环境影响评价的卵论敝珊。本硼究选择的 r 嚣类址魁诽【l 凛和巾腑目条藻，_ l i | ；埘1 业型的抽、潮藻。 l _ 【 f = f 究丧i w 纳水顿糙能够 4 j 删藻类! 一1 0 fv i l l e i np ，c d2 0 0 9 ：s t e l l ar ，h 1 0 1 0 w a n ge l “2 0 0 8 ) 。虽然天j 纳术颗粒对藻类的毒阽设臆的酬究很多，仙 址关r 纳米颗粒刘藻豢的群性机： j l | 的研究并小多。w a n ge la l f2 0 1i ) 研究丁纳 水c u o 通过内存作川逃 细忸内，“乍r ( ) s ，而| l 对d n a ，l 损伤址戈j 藻细胆内r mr o s f 由卡耍位霄“曲尚无研究；水文k 要研究j 纳米i i o ：对业型 卉潮藻的毒性作什j 及其t 妊性教h j 的町能机= | ；| j ，且埘于r o s 产生的 ：耍位点，进 行丁进步的讲究。 纳求r i o ，对典型z 潲照的击忡啦m 1 绪论 研究背景和意义 近年来，纳米科技飞速发展如j 1 j 作催化剂、传感器、涂层、药物载体、纺 纵上业阻艘环保驰毗等。f l = 【是随之而水的是其安全问题，纳米颗粒是甭刘生物及 其环境有负效应。纳米产品存，k 产、使崩和处理等过程中能够进入到大气、沉 积物以及海洋中( b r a re ，a l 2 0 0 9 ；n o w a c ka n db u c h e l i2 0 0 7 ) ，纳米材料在物理 化学性质方而有其独特性，只有表而效应、量丁尺寸效应、小尺、j 效应、宏观量 子隧道效应，可能会给牛物带术撇人的安全隐患。目前，纳米颗粒对藻炎( l i ne t a l2 0 0 f r a n k l i ne la l2 0 0 7s a i s o ne la l2 0 1 0 ) 、植物( l i ne la 1 2 0 0 9 0 ：l i n , f l x i n g 2 0 0 8 ：m ap ，a l2 0 1 0 ) 、动物( c h e n ge t “f2 0 0 9 ：o b e r d 6 s t e r 2 0 0 4 ) 耵旧i i 凶 ( k a n ge la 1 2 0 0 7 ：b r a y n e re la 1 2 0 0 6 ；s o t j n o u 和p r m s m l s 2 0 1 0 ) 的影l 响均有研 究。地球铂7 l 被水棱盖，纳米颗粒在海洋中的行为会影州整个牛忐系统食物钍 丰食物闸海藻是海洋牛夺系统中的生产者，在整个海洋牛态系统【 j 腻十生产并 的傅开，l f 海藻晌生存受到威胁那幺整个牛忐系统都将受剑影lj 虮水文研究 r 1 1 0 ，纳米煳粒时帆一丝巩、潮藻i 裸o m 毫和中肋悄条藻) f i “ j t 盹投向，i n jh 世 步研究纳水t i 0 2 刘海藻的毒性机制，对纳米t i 0 2 的f 境评价提供了依捌，埘保护 境只有匠人的意义。 2 纳米材料的定义、性质和应用 2l 纳米柑利的定义j r l ：厦 纳水利学与信息科学和，+ 命科学片别，已绎成为2 1 雌纪的i 人支柱科学。冗 前刈纳水材料的定义是：空少在一维守叫内，粒释人小介一1 0 0 n m 2 叫的撇粒 ( r o t e l l o ，2 0 0 3 ) 。纳米材 棚0 上坚特点就足j t ，小、； 【i i 发- m 。纳米榭料“托利时0 的性质恻如比表血效应、小k 、j 教席、界面效应和宏州量子效应等，这此效应 使得纳米体系的比、r 【l 、热、础等的物删性质与常舰材料小州，表删出很多新奇 特性。朝i 咒吸收显著增加，会榭熔点降低，增幔微波吸收等。人i = 纳米材料包括 碳基材料( 碳纳米管c ) 、食槲性纳米材料r 纳米金纳米银、罱了一。i 、活 性金槲轼化物等) 、树状聚古物( j 作药物载体) 以，正复台村剌( 争静2 0 i 。 112 纳米氧化钛的特性以及廊j 纳米t i 0 2 通常分为三种品体类型：锐铁、余红山矿和板铁矿】：i _ ! 。它捌丁 中学体会届氧化物纳米帧牲。纳米1 j o z 既能吸收紫外线，电能反射、散射紫外 线所以具盯l 疗紫外线的能力：在紫外线的作川f ，纳米1 i o ! 能够杀死细胞棚 细菌，所以h 有糸苗功能：纳米 i 0 2 顿牲具有柠f 刚聚少、化一 活性高，牲 径分m 窄、彤貌均一的特点冈而具有傩化汀忭的壮r 1 ：纳米t i 0 2 薄膜有 意水性的特性，可以用作防雾剂或是水荆。纳水t 1 0 ! 古：滁料、汽乍7 m 漆、太闭 能也池、禽晴涿仙剂、化妆晶、造纸、鹰( 处刑、糸茼、小物睫川陶程利料锋 u l l 均仃j 泛卅l ； 3 纳米颗粒进入环境的途径及进入7 k 环境后的行为 绌米材料州雌j f 亘过多种途径进入q 、境i 成为纳米 j 染物( t a n uc 川2 0 0 4 ) ， f 列“倾川干| j 史骑q - 十 i 腴采的废物，纳水j 划系统1 ；- _ | _ 女杼放纳求顺粒，化妆 妯等j 牛活十关的纳米广品f i i ! l ；“胃l 处珊f t 释破术。总的束随+ 纳米顺粒进入 蚪境的i 篮造往是研究、i - ；、运输、仕川垃坡物处雕等，” r 的m 拉啊l 直接群 破。避入坤境后的纳米颗粒町能迸人到人7l 、i 壤、0 l 诎物羽l 水环境i h 地球冉7 1 被水覆盖，纳术颗粒进入水吖、境的可能儿人大提尚。纳米颗粒其 独特的阼质，f 州如比表积大、活性似点嘶i 等，t 趣定j 具峻作怂浮被的稳定吐、 迁移状眦以技拒水中的策台和洲袱。绌米l 时j 能卉存水- l 一) i f 4 ，k 脞体息浮状态是被 藻类、值物羽i 豇随吼收刖产q 璃州嫂心的戈键条f lf n a v a r r o “a f2 0 0 8 b ) 。纳 米材t l 牛态盘性的研究与材抖的特征，水蚪境的物耻化学r e 质有关。在水环境 巾，溶液的p h 与纳米啊! 粒吸c ：付分r 搞r 会；响其表面t 乜街，从而影响纳米 啊j 柏的聚( m a f u n ee la l ，2 0 0 0 ；m a n d a le ta l ，2 0 0 1 m t m r oe la l l 9 9 5 ) 。纳米颗 粒的尉枭 n 沉祝是必然的耻豫，团聚足指婀个穆功帆物质2 州的| 【 1 1 il 侔州，沉秘 赴指移动的物质与用定相的柑l 作川( e l i m d e c ha n do m e l i a1 9 9 0 ) 。当溶液巾d h 4 等电j 。酣h 近时纳米撇 t 表面电荷f 降排斥如减小纳米釉辅蜓容易发乍 纳l i o ，耐虬掣办潮艇# “ 础m 剐裂。金属纳米颗粒般乜被层有# l 或肯无机f j 复台物例如拧檬醣盐、半胱 氯艘，碳酸盐咀及表l n l 活眺剂( 例如1 烷j i t 磷酸钠川以维持胶体悬浮澉的稳定 状态) ( m a f f m ep fa l2 0 0 0 ) 眄l 此，会艋纳米颢牝的表u 队质很大柞发的i i i 这层 也被物质所决定。当浒n p j i 山等l u 点时，儿刊纳术颗粒的稳定陆越负作片4 引起团聚。金属氧化物表而性质 要d i 酸度和z 屯位决定的( ( f i a m m a r wa l2 0 0 7 ； h f i s t o v s k ie la l2 0 0 7 ；k o r m a n np fa l1 9 9 l ：s c h i n d l e r a n ds t u m m ，1 9 8 7 ) 。例如，纳 米t i 0 2 ( 1 j p l t 7 时儿懋泞液趋千团 聚( d u n p b y g u z m m l e ta 1 2 ( 1 0 6 ；r i d l e ye ta 1 2 0 0 6 ) ，而纳米s i 0 2 在大多数隋况下 】i 比较稳定，田典等电点p j i 在2 矗右( h i e m s t r ae “札1 9 9 6 ) 。忭食属纳米撇粒例如 碳纳米管和c 6 。的表面是疏水| 生质，小容易枉水体巾分敞，起作用的 要是表面 的极性幕引( n a v a r r o 口，a l2 0 0 8 ) 。 4 纳米材料对藻毒性效应的研究进展 41 纳米七 料刈藻的奄性作用 纳米材料对藻类的毒性效应的研究大多琏择的受试q 物为单细胞藻类纳米 利制卜璎包抓z n o ，c u o 和l i o ! 等金钣化物：s i o ，、c u ，a g 、a u 等纳水材 料( n a v a r r o “a l2 0 0 8 a ：a r u 叫ae ta 1 2 0 0 9 ) 。常用的受l 。- 细胞藻炎= ：莱苗衣澡 ( c h & m y d o m o n a sr e i n h u r d t i i ) ，批缃胞阳仑椰基剧序删止胜删定，月牙越 ( p s e u d o k i r c h n e r i e l l as u b c a p i t a t a ) ，址经骢的模型受试生物，小球藻( c h n m f ( f g f f ”w o i d e a ) ，咀及斜生栅藻( d e s m o d e s m u ss u b s p i c a t u s ) 。以l 藻娄均为f | _ l 毋h 胞淡 水藻类。兄9 1 ，常川的海水受试 巢类1 蹬仃战氏海缱i 氍1 h a 抽s x i o x i t z tu e i s s f l o g i i ) 用i 硅淡( d i a t o m ) 。 n a v 越r o “( 2 0 0 8 b ) 的研究表咀纳米绒的煳牲安比础术绒舯微牲毒件作用 大。c t 】 f 闻f n 纳米默粒埘同种藻的毒悱作用 m i “ 足不| | _ j 的，例女l l v i l l e mp ，a f 2 0 0 9 ) 】j 究了钠米z n o 、c u o i t i o ，对h 玎凛f p _ e l t d o k i lc h n e , i e l l os l t h c a p i t a l a ) 的毒陡作朋其结粜表州纳米z n o 的毒陆作川( 7 2 h e c 5 0 00 4 m g 1 。7 ) 人j 纳米 c u o ( 7 2 h ，e cs 0 04 2f a g 1 。) t l t i 0 2 ( 7 2 h ，e c ，0 09 8n a g l ) 肘j _ 藻的毒性作川，而 且纳米z n o 的毒性m 丌i 与h 浓度的z n s 0 4 的毒性效粜袭似此呵知，纳米z n o 一 坠塑“! ! ：些塑坐型r ： 的毒忭作i i j f 要避i l l 伴离“r j 1 5 f l 起作用纳米c u o i 竹 f 仆人丁纳米t i o ! 帕r * n w a n ge lt d ( 9 0 0 8 ) 的训究表w 嚼j 点【q i ) s ) 对菜i 茸衣藻的毒r 大j ：纳水 r i 0 2 f 1 3 ，计 j 可| 1j e 动山7 # 曲线表i 吖这州利啕q 米材料刈莱苗捉藻的堪性川始r 入纳米籼粒历的2 3 d 。h 种纳米懒牲对小| l i 种藻类的毒眺作h j 是小的。种纳 米彩l 柠对于小m 的藻类毒比作川山不相刚。s t e l l ae la l ( 2 0 1 0 ) 比较了纳米z n o 对中肋封条藻和海链藻的茸性作用结果表叫纳米z n o 埘中肋骨条凛的毒件( 7 2 h e c s 0 18 5m g i - i ) 人, c x , i 海链藻的毒性( 7 2 he c j o 王2 8m g l 。) 。小h 品体结构1 4 q ： 纳米颗特的毒性也水相同，f f r j t n t i 0 2 ，锐铁矿h 0 2 的毒陆人r 金红右t i 0 2 的毒性， l ：要原刚i tj 能足锐钛矿0 2 的牲径小十会红石矿t i 0 2 。纳水顿粗埘 氍娄有毒眭作 用，那么土嘤的致译机理订哪些呢? 4 2 纳水糊牲对藻类的敛t 毒机圳 1 ，动物细胞i l i 比，人多数机物、凛、真博有钏f j m 罐，力纳水村料进入细胞挺 供丁第通肝惮七要的细胞畦成分芷碳水化台物，和生山质相h 连接组成r 任 佃复朵旧系统( i l e r e d i ad ，a l19 0 3 ：k n o x1 9 9 5 ) m 返* 分j 叶，乜拈搬彩r 能 f 州硷骏、蹦酸j 、峨j 1 、城j l i 4 ：l 叶返“n4 【；+ 能冈禽“鞋- 特；j r # r ，4 i ( v i n o p a l f f c ， 2 0 0 7 m 拗_ | = j _ 址o ，袋类的细胞蜒的i 二蛰成分址 维求贞自细m 的1 ，坚成 分足儿质。藻类的圳胞忙 ：业是糌生l l 和彰聚钠。儿一1 1 昨，龋细l 【= ! 往成分是 铽化细胞社址h g 透竹能略允【7 川、分r j j 垂过，j j 艇制r 较凡分r j 进入 细j 地壁n 勺扎径商住人约是5 2 0 r i m ，冼定丁进入细胞怕分j ， = 小( f l e i s c h e re la l 1 0 9 9 ：f t ! i i n oa n d t o h1 9 9 8 ：m a d i g a ne l “2 0 0 3z e m k e w h i t ep ，a l2 0 0 0 ) 返样 j5 直径范m 在此之内的纳米颗牲舸旧目米顺粒浆舟物卅能穿过细1 豫到达质脯 细胞“：分裂的过p 一4 。p 细胞# 的渗透日：会投变，新台成的细胆1 仁油扎径州能会变 人，增人r 纳术黝粒进入细胞 锭的l 能肚( o e c k ap ，a l2 0 0 5 ：w e s s e l s 1 9 9 3 ) 。 纳米帧牲越过细胞镀进入缃胞脱，钏j 也腆i i i # e 近过山吞作政足破坏细胞竖 进入细胞内，山川能越过 收入式转移蛋白或离r 通道进入细胞( m o o r e2 0 0 6 ) ， 纳术颖 t 进入尘| | | “ j 占：- 自i i 胞内的细胞壁通过并种方式结i i ，例如内质网、高尔 摧体、溶酶体等从向r 涉了代酣过程。矩因微可能址由丁r o s 的慢成。t 口能引 起的刿胞变化nj 能角内质叫旧增大，液泡变化，吞嘴细胞叫能卅现。丽h ，庄多 * mi i o ，”m 掣柞r 4 们0 f 忭故m 壁纳米钎的f l q l jf ， l 蕺细胆的绑n h 核可能会退化、扩大或娈小。纳米顺牲对藻 类的1 爱毒佳作h j 目啸0 商：1 ) 纳术颗粒秘累在藻体的表面，凶遮融作】_ j 从m 抑 制光合作用，降低光能的利川牢，gj ；t ；07 l 物生长，l 瓜水是纳米顺粒的毒性。2 ) 聚后的纳米颗粒比 童人，l 赃刚到细胞壁t 后，l 能阻僻细胞世，从影州t f 乔 物质的吸收。3 ) 纳米颗粒对藻类j “生毒陛作片j 并水足纳米颗粒木身的毒性，i n j 是山十在水溶液中解离的离n 。生的毒性。4 ) 纳米颗粒可能自己小身产小或在 环境的诱导f f 6 ：生r o s 。 ( 1 1 遮蔽效应 纳米黝粒对卟物 木的毒比【i 王可能是由物理闻素引起i ，侧如遮蔽效应。纳米 颗粒在光合作用生物件表面聚，影】响r 光吸收速率，从i 抑制丁光合作片j 的速 ；红，h u a n ge la l ( 2 0 0 5 ) 的研究表叫t i 0 2 纳米黝粒能够吸【；l 到藻细胞的表卣，使 藻绑脏帕r 壮峭_ ! i f f ! 一j 倍碳朐聚f f 以世海藻的臻蚺牢障艇( f e r n a n d e se g a 1 ( 2 0 0 7 ) 。纳米颗札吸附订细胞擘的衰【f 血会影响必颁营养物质的哑l 救，或魁m 术j 细壁，址付养物质正浊进 ：是，h u n d r i n k c 耵ls i t n o n ( 2 0 0 6 ) 的i u i 究表明，f i 0 2 纳米颗棉的存任并没有影响藻体的巾长和藻可利用的光照强度。那 么，邋蔽效心是台魁纳水颗粒刈挺类产牛毒陆作用的主要机制，这需业进步的 研究。 ( 2 1 离子省肚 会挂纳水【| 6 1 牲能衄# 解离m 盒槲离j ，晰多研究表i 蚪引起牛物毒上效的川i ： 是纳米顺靴奉身，是l 解离的金属离子所引起的。斛尚禺子的能力往往是| | i 盒属纳米测件t 本身的肚厩以及川w 环境所决j l 的。州种纳米颗粗，jl 农向积大的 纳米黝糙 | 0 解离离r 的能力自f 释放离j ，的能，j 婴人十比表i f = i 枞，j 、的纳米顺粘 ( b o o t he td ，2 0 0 6 ) 。金属纳米颗牲对水生植物| ! | 雌h 需要考啦惫桎离r 的雌性 效庵。般来【弛，c u o 纳米顺粒，z n o 纳术t | 墨| 牲和q d s 等n 冰溶液c l 均- 叮以解 高山金属呙子n a t a s h ap ，a l ( 2 0 0 7 ) 比较i ，纳米z n o 、z n o 和z n c l 2 对淡水藻 r k 忭做脚，铺来表u j 纳水z n o 和z n o 没啊卅胤粒 t 一，l 陆做啦，日纳米 z n o 、z n o 和z n c l 2 对淡水藻的半数致死沐度( e c j 。) 的值是相近的，所以纳斗乏 z n o 的毒性敏应坐是i l iz n o 释放的z n 二引起的。a r u o j ae ，d 2 0 0 9 ) 叶究表 叫纳米c u o 的毒性散心也是r 释放的铜离子造成的，阿儿纳米c u o 释放的可 利h 铜离了大jc u o 的，所| 三i 纳米c u o 的毒傩设应人于cl l o 川n e th “2 0 0 7 ) 的结粜嵌j ! j _ | a g _ n p 能够影自淡水藻f r “ j 光系统ij 速书，_ _ l | - l 佯是山a 州p 样放的 i a g 1 jj , i 4cr 0 。m i a oc ta l ( 2 0 0 9 ) 0 f l j 究电表叫a 州p 刈海i f6k 察的薄t k 效应 足a g n p 释放的a 9 7 引起的。 ( 3 ) 氧化损伤 氧化肭追拄件足i l f 逆境胁迫造成的，逆境胁迫包括营养缺乏、紫外线、重金 属、极度温度( i 青温和低温) 、高特、十早、高光蛆胁迫和组纵缺氧等( s c a dl is e ld ，2 0 0 5 ) ，它们会影响植物的k 长发育和新陈代谢，叫能会导致细胞死r ，植 物往逆境f 通常会与氧化性损伤偶联( n i c o l a se r 以2 0 0 4 d 日t “2 0 0 0 ) 。 纳米撇牦可与生物体相可作h 产生r o s ，或是在环境中其他因素的怍h r r 。扛r o s ，r o s 晌产牛一口能，纳水獭粒竹紫外照制r 的光催化活性仃关，例如 i i 0 2 ( k u se la l 、2 0 0 6 ) 。t i 0 2 纳米= ，= 6 耗n 刈址光或足紫外光川嗽射f 刖细曲船t # 4 叶怍明显增性( a d a m s “d f2 0 0 6 ) 。l 他纳术! | 1 5 | 粒，州a 州p 在紫外光的嫩 刑r 山i , jj “生r o s ( b a d i r e d d ye la l2 0 0 7 ) 。f | irr o s f ；| ( 。小细胞内的抗氧化 物质( 例如爷脏肽、维生素c 、维小隶e 等) 和执午c 化酶系统( f _ l _ 枷超轼化物 歧化脯、过链化氧晦、过氧化物腾等) 也会随之发生变化( a s a d a1 9 9 2 n o c t o ra n d 1 1 ( ) “ r9 9 8 ) l 嗣 frr o s 业化0 起旧，：衡 】ia g n i 释艘的? 、g 能哆抑：削参 1 j 呼l 啦作川的酶，j “7 kr o s ( k i mp ，a 2 0 0 7 ) 。a g 一垃可l 1 ，抗氧化廊讣于r 卜l 的 城j 良磷酸坫结合，消耗抗氧化胁分r ，影【1 细胞内r o s 火衙】h t s s a i ne ta l 2 0 0 5 ) 闯此，a g n pu r 以降低海藻的牛k 率，叶绿素a 的台爷j 匕系统1 【速率， l 町这些毒悱敛麻皆足a g 0 i 起的( m i a oe la l2 0 0 7 卜i 崔；：等( 2 0 l oji = | 究结 艰发叫套红“州纳米t i o 二r 咀位 l 【物纰f ：i ：内r o sy l 尚，内薛m d a ) 菏：t 川 ，越氧化物歧化酶、过氧化物辫、过枫化缸脯渭件增妊。s 蛐1d ，“( 2 0 1 0 j 的i = j 究表叫，c s c u o n p 町以使藻细胞产_ r o s ，进i 叫他l f i 绿亲含驻r 阶，圯 系统l 】 j j 缴光反廊f 降。 5r o s 产生的主要途径 r o s 是小物体礼氧代谢产生的一娄活阽含氧化物的总称，卜要包括超氧 川离子h 摹、轻自山基、过氧化氯和- 线态氧博高浓度的活性氧冉报的氧 纳米i i o ，对出p 靠荆，竹雌性诎h 化能力，儿乎能与所自的细他成分发7 p 反应：做坏蛋白质结构使d n a 棱酸 髓断裂，l 嘤呤氧化，还破坏蛋白质一d n a 变叉连接，州引起脂质过瓴化，导致脱 1 构旧破坏，川此k 期以术r o s 被认为足_ | f 伤纠胞的- n 物质。 细胞内r o s 的发l 婴由膜系统上的催化酶所催化总的柬醴，儿涉搜电 于传递链的蛋i j 质或是酶系都能导致r o s 的产牛。在植物细胞巾r o s 上要是 存叶绿体和线粒体中产，l ，它们的电子传递链