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研究探索了减轻无处不在的银纳米颗粒环境毒性的方法

本站发布时间:2024-05-15 17:53:43

长期以来,银一直被用来阻止疾病的传播,近年来,银纳米颗粒已被纳入从消毒液、防臭衣服和洗衣机到化妆品、食品包装和运动设备等产品中

纳米颗粒是微小的材料块,大小从1到1000亿分之一米不等。除了抗菌性能外,银纳米颗粒在工业上作为催化剂和电子应用中也很重要

尽管它们无处不在,但人们对它们的环境毒性或如何减轻它知之甚少

俄勒冈州立大学的研究人员在缩小知识差距方面迈出了关键一步,一项研究表明,颗粒的形状和表面化学在它们如何影响水生生态系统方面发挥着关键作用

发表在《纳米材料》杂志上的这一发现很重要,因为它们表明,银纳米颗粒的生产形式可以保持其有益的特性,同时限制对环境不利的特性

Marilyn Rampersad Mackiewicz和Stacey L.Harper领导的科学家评估了具有五种不同表面化学成分的球形和三角形银纳米颗粒如何在细菌、藻类、水蚤和斑马鱼胚胎的实验室微观世界中影响其吸收和毒性

水蚤是微小的甲壳类动物,斑马鱼是一种小型淡水物种,大约在五天内从细胞变成游动的鱼

斑马鱼对研究脊椎动物的发育和遗传学特别有用,包括环境污染物和药物对早期胚胎发育的影响。它们在分子、基因和细胞水平上与人类有着显著的相似性;斑马鱼胚胎特别令人感兴趣,因为它们除了发育迅速外,还具有透明性,可以很容易地在少量水中保存

作者指出,每年生产数百吨银纳米颗粒用于商业用途,这意味着不可避免地会有一些最终进入水生环境

化学助理教授Mackiewicz说:“银纳米颗粒不受美国食品药品监督管理局的监管,除了纳米颗粒表面氧化产生的游离银离子外,人们对其毒性知之甚少。”。“众所周知,游离银离子是有毒的,在这篇论文中,我们找到了一种方法来研究银纳米颗粒的毒性,以及它们如何影响环境,而不考虑有毒的银离子。”

Mackiewicz、Harper和俄勒冈州立大学科学、工程和农业科学学院的合作者发现,银纳米颗粒对某些物种产生了负面影响,但对其他物种没有负面影响

“例如,细菌和水蚤的生长减少,颗粒的大小和形状可能会导致这种情况,但纳米颗粒不会影响斑马鱼,”她说。“包裹在脂质中的纳米颗粒是许多天然油和蜡中发现的有机化合物,不会释放大量的银离子,但它们对微观世界中最敏感的物种大型瑞香表现出最大的毒性。”

Mackiewicz说,总的来说,这项研究表明,可以操纵银纳米颗粒的形状和表面化学,以实现更好地理解和减轻银纳米颗粒相关风险所需的特定目标。她补充道,一项等待发表的相关研究表明,小的球形纳米颗粒比三角形或立方体更具毒性

Mackiewicz指出,纳米颗粒是一种最新的形式,在整个历史上,这种元素一直被用于通过结合到日常生活中使用的物品中来限制人类疾病的传播。它最早被记录用于治疗目的可以追溯到3500年前

在中世纪,富裕的家庭使用了太多的银器、盘子和其他产品,以至于他们出现了被称为银质的蓝色皮肤变色,据信这种情况导致了“蓝血”一词作为对贵族成员的描述

俄勒冈州立大学的研究人员Bryan Harper和Arek Engstrom与Mackiewicz和Harper合作进行了这项研究

More information: Bryan J. Harper et al, Impacts of Differentially Shaped Silver Nanoparticles with Increasingly Complex Hydrophobic Thiol Surface Coatings in Small-Scale Laboratory Microcosms, Nanomaterials (2024). DOI: 10.3390/nano14080654

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