氧化石墨烯對2種海洋微藻的毒性效應研究

作者：杜樹豪,孟范平,張倩,彭曉玲

摘要：氧化石墨烯(GO)是一種具有獨特電學、熱學和力學性能的新型納米材料。隨著GO在工業上的廣泛應用,其通過隨意排放或不適當處理而進入海洋環境的數量將不斷增加,因此,評估這種納米材料對海洋生物的潛在毒性十分必要。本研究將2種海洋微藻——鹽生杜氏藻(Dunaliella salina)和海洋微擬球藻(Nannochloropsis oceanic)暴露于含GO的F/2培養基中,根據其生長、細胞形態、超微結構、光合色素、抗氧化防御系統和脂質過氧化對GO的毒性效應進行評價。結果表明,GO對2種微藻具有不同毒性,72 h EC50值分別為13.04和79.10 mg·L-1。GO納米片層既能通過吸附直接與藻細胞表面作用,也能侵入藻細胞內部,造成2種微藻的細胞形態畸變和淀粉粒積累量增加,無細胞壁的鹽生杜氏藻還出現細胞膜破損、內容物外泄、細胞核皺縮、核膜模糊不清、核質凝聚等異常現象。GO對光合色素合成具有促進作用而非抑制作用,這與細胞中淀粉的積累相一致。GO暴露引起藻細胞谷胱甘肽抗氧化系統的明顯變化,包括GSH大量消耗、GPx活性受抑、GST和GR活性上揚。高濃度(100 mg·L-1)GO脅迫下細胞內MDA含量激增,表明脂質過氧化嚴重,而鹽生杜氏藻更為明顯。總之,海洋微藻對GO的敏感性與其是否存在細胞壁及其抗氧化能力有關。

發文機構：中國海洋大學海洋環境與生態教育部重點實驗室

關鍵詞：氧化石墨烯(GO)鹽生杜氏藻海洋微擬球藻超微結構抗氧化防御系統graphene oxide(GO)Dunaliella salinaNannochloropsis oceanicultrastructureantioxidant defense system

分類號： X171.5[環境科學與工程—環境科學]