近期，中國科學院合肥物質科學研究院技術生物與農業工程研究所吳李君課題組承擔的國家重點基礎研究發展計劃子課題「人工納米材料的環境生物效應研究」取得系列進展。該團隊通過建立新型的納米毒性暴露方式，利用模式生物秀麗隱杆線蟲(C.elegans)研究了典型納米材料多壁碳納米管（MWCNT）和納米銀（AgNPs）直接和間接暴露的生態毒性，並揭示了其相關作用機制。
C.elegans在毒理學研究方面有著獨特的優勢，包括基因組信息明確、突變品系豐富、操作方便等。該團隊利用MWCNT對C.elegans進行直接處理，研究納米材料的直接暴露毒性，證明MWCNT能夠對C.elegans的壽命、子代、體長以及胚胎發育造成顯著的毒性效應，而經羥基化修飾的MWCNT毒性顯著減少，表明功能化修飾後可調控MWCNT的毒性效應。這為功能化修飾的納米材料的安全評估提供了評價指標。相關研究結果發表在《納米科學和納米技術》（Journal of Nanoscience and Nanotechnology，doi:10.1166/jnn.2016.13747)上。
研究納米材料的間接暴露毒性對全面評價納米生態毒性具有重要意義，而目前納米材料毒性研究大多集中在直接暴露上。課題組利用E.coli到C.elegans這一典型二元食物鏈系統研究了納米材料間接暴露對生態毒性的影響。研究表明，經食物鏈傳遞到C.elegans中的AgNPs對C.elegans造成了顯著的毒性效應。更為重要的是，在沒有AgNPs持續暴露的情況下，經食物鏈傳遞對親代造成的損傷可以持續到子代，體現了AgNPs的生態遺傳毒性。相關研究成果發表在《科學報告》（Scientific Reports，doi: 10.1038/srep36465,2016)上。
利用C.elegans對納米材料進行生態毒性評估的最大難題在於納米材料在培養介質中的分散問題。納米材料在傳統的線蟲培養基，如NGM、KM中，非常容易團聚或解離。課題組利用半流體培養基(NGG)來分散納米材料，表明AgNPs可以非常均勻地分散在NGG中，並且Ag+的解離相對穩定，說明AgNPs在NGG中可以穩定存在。TEM等表徵也顯示AgNPs在NGG中有非常好的分散性。C.elegans毒性研究表明，相比於傳統的培養方法（如NGM固體，KM液體等），利用NGG培養系統得到的納米毒性分析更加準確和靈敏，比如利用種群增長指標，0.01 μg/mlAgNPs在NGG中就表現出了對C.elegans顯著的毒性。相關研究工作以A novel method for assessing the toxicity of silver nanoparticles in Caenorhabditiselegans為題發表在Chemosphere(10.1016/j.chemosphere.2016.11.011)上。
上述研究不僅證實了釋放到環境中的納米材料的直接暴露毒性，也反映出了納米材料對生態系統的間接暴露毒性以及生態遺傳毒性，為研究人員更加準確地評估納米安全性提供了重要的實驗依據。相關研究工作得到國家重點基礎研究發展計劃（2014CB932002）的資助。（來源：中國科學院合肥物質科學研究院）
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