【摘 要】
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纳米科学与信息科学和生命科学并列,已经成为21世纪的三大支柱科学。由于纳米材料独特的物理化学性质(量子尺寸效应、小尺寸效应、界面与表面效应和量子隧道效应等),使得纳米颗粒具有不同于体相物质的优质性能,广泛的应用于各种生产活动中,进入人们的生活。这些具有独特物理化学性质的纳米材料,对人体健康及环境将带来潜在影响,目前已经引起科学界,乃至政府部门的广泛关注。文中从小球藻生长情况及其微观结构方面研究了两
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纳米科学与信息科学和生命科学并列,已经成为21世纪的三大支柱科学。由于纳米材料独特的物理化学性质(量子尺寸效应、小尺寸效应、界面与表面效应和量子隧道效应等),使得纳米颗粒具有不同于体相物质的优质性能,广泛的应用于各种生产活动中,进入人们的生活。这些具有独特物理化学性质的纳米材料,对人体健康及环境将带来潜在影响,目前已经引起科学界,乃至政府部门的广泛关注。文中从小球藻生长情况及其微观结构方面研究了两种不同粒径(20 nm和7nm)的NiO纳米颗粒对小球藻的胁迫性,并与镍离子进行了对比研究。概率单位法计算得NiO纳米颗粒(20 nm)对小球藻96 h的EC50为31.4 mg/L,NiO纳米颗粒(7 nm)对小球藻96 h的EC50为52 mg/L,而镍离子对小球藻96 h的EC50为1.73 mg/L。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)研究了受不同粒径NiO纳米颗粒和镍离子胁迫前后小球藻细胞微观结构的变化。受NiO纳米颗粒(20 nm和7 nm)胁迫后,叶绿体只是部分受损,导致光合作用受阻,合成代谢减慢。藻液颜色变浅,再经过适当长时间后,小球藻液颜色是可以恢复的。受镍离子胁迫的小球藻,叶绿体中类囊体受损,有的甚至消失,使得叶绿素含量降低,光合作用明显下降,生长受到严重抑制。由此得出,NiO纳米颗粒的毒性远小于镍离子,NiO对小球藻的胁迫性是可以恢复的。7 nm的NiO纳米颗粒对小球藻的毒性稍小于20 nm的NiO颗粒。本文同时还研究了小球藻与NiO纳米颗粒之间的生物界面转化效应,借用X-射线分析仪(XRD)、X-光电子能谱仪(XPS)和高分辨透射电镜(HRTEM)分析了NiO纳米颗粒与小球藻细胞作用前后镍元素价态的变化,经检测有单质镍存在,说明小球藻细胞中的某些物质与NiO(镍为二价)发生了化学反应,将二价镍还原成零价镍,其作用机制还有待进一步的研究。
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