用先进的单实体分析技术对藻类中TiO2和CeO2纳米颗粒的吸收和影响进行比较评估
Mariam Bakir1, Isabel Abad-Alvaro2, Francisco Laborda2
1Environmental Biogeochemistry and Ecotoxicology, Department F.A. Forel for Environmental and Aquatic Sciences, Faculty of Sciences, University of Geneva, 66 Blvd Carl-Vogt, CH 1211, Geneva, Switzerland.
Aquatic toxicology (Amsterdam, Netherlands)
|June 5, 2025
概括
像二氧化 (TiO2) 和氧化 (CeO2) 这样的工程纳米粒子 (NP) 对藻类具有不同的毒性. 先进的技术显示,CeO2-NP比TiO2-NP更有毒,影响藻类生长和氧化应激.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 生态毒理学 生态毒理学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 了解水生环境中的工程纳米粒子 (NP) 毒性至关重要.
- 关于NP吸收机制及其对藻类的影响存在关键知识差距.
- 对于NP毒性的表面相互作用和内部化之间的区别是不清楚的.
研究的目的:
- 研究绿色藻类Raphidocelis subcapitata的二氧化 (TiO2-NPs) 和氧化 (CeO2-NPs) 的吸收和毒性之间的关系.
- 利用先进的单个实体分析技术进行精确的NP-藻类相互作用评估.
主要方法:
- 流细胞测量用于区分藻类细胞和NP聚合物,并确定生长速度.
- 单细胞感应合等离子体质谱 (SC-ICP-MS) 用于定量吸附和内化金属.
- 单粒子ICP-MS (SP-ICP-MS) 用于描述NP的大小分布和溶解.
主要成果:
- 与TiO2-NPs (72h-EC50: 28.3 mg L-1) 相比,CeO2-NPs表现出更大的毒性 (72h-EC50: 13.6 mg L-1),而TiO2-NPs则显示出更大的毒性.
- 与TiO2-NPs (39.46%) 相比,CeO2-NPs显著增加了反应性氧物种 (ROS) 产量 (71.8%).
- SC-ICP-MS显示了NP吸附和内部化,Ti积累高于Ce,尽管CeO2-NPs的影响更强.
结论:
- 与TiO2-NPs相比,CeO2-NPs对Raphidocelis subcapitata具有更高的生态毒理风险.
- NP内部化和表面相互作用都会导致毒性,CeO2-NPs会诱导更多的氧化应激.
- 先进的分析方法对于准确评估水生生态系统中的NP行为和影响至关重要.
