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技術生物所發現納米二氧化鈦聯合鎘環境可增加線蟲生殖毒性
文章來源: 王晶晶 發布時間: 2019-04-02

  近期,技術生物所許安研究員課題組以秀麗線蟲為模型在納米二氧化鈦聯合鎘暴露的多代生物效應方面取得新進展。相關成果已被英國皇家化學學會期刊Environmental Science: Nano接受在線發表(DOI: 10.1039/C8EN01042K)。

  納米二氧化鈦(TiO2NPs)是最早實現商業化并且應用廣泛的一種納米材料。隨著納米二氧化鈦產量不斷提升,其在環境中的持有量不斷增長。在實際水環境中,納米二氧化鈦不可避免與重金屬鎘(Cd)接觸并發生相互作用,從而改變其環境行為與生態毒性。

   該課題組研究發現,納米二氧化鈦在水環境中可對鎘進行有效吸附并發生團聚作用。線蟲暴露于無毒劑量的納米二氧化鈦環境中,不僅能增強鎘對當代線蟲的生殖毒性,還能增強其子一代和子二代的生殖毒性。同時發現,小粒徑的納米二氧化鈦對鎘多代生殖毒性的促進作用高于大粒徑的納米二氧化鈦。研究認為,納米二氧化鈦與鎘在生物體內的積累具有密切相關性,納米二氧化鈦的存在促進生物體對重金屬的攝取和積累。納米二氧化鈦與鎘團聚體被攝入腸道后會受腸道pH環境的影響,腸道的酸性pH促進納米二氧化鈦與鎘的解吸附,增強鎘離子在腸道中的釋放,從而進一步提高其生物利用率。

   該課題組利用原位成像技術LA-ICP-MS發現,納米二氧化鈦促進了鎘的生物積累,且納米二氧化鈦與鎘的生物體分布存在差異,鎘在線蟲中的分布范圍較大,而納米二氧化鈦則大量積累于腸道、咽泵、陰部和肛門;此外,納米二氧化鈦可促進鎘在線蟲生殖細胞和胚胎中的積累,從而增強了重金屬沿生殖系的世代間傳遞作用。

  該研究為納米二氧化鈦聯合重金屬暴露的多世代毒性研究做了新探索,并為污染物的生殖系傳遞提供了新證據。該研究受到中科院先導專項B、國家自然科學基金、中科院合肥物質科學研究院院長基金等的資助。

   

  納米二氧化鈦聯合鎘暴露的多代生殖毒性

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