二硫化钼与纳米银对斑马鱼的联合毒性研究文献综述
2020-06-04 20:30:17
文 献 综 述
1.二硫化钼
1.1 二硫化钼简介
稳定的MoS2晶体呈六方密堆积,具有类石墨烯层状结构,属六方晶系,其基本结构单元是由八面体配位的Mo原子和三棱柱配位的S原子共同构成,Mo原子处于三棱柱的中心,即每个S原子与三个Mo原子相连,每个Mo原子与六个S原子相连,交替形成类似”三明治”夹层结构,也就是两个平行于(001)面的S层之间夹着一层金属Mo层,层与层(S#8722;Mo#8722;S)之间通过弱的范德华力相连,单层厚度仅为0.65 nm,层内(Mo#8722;S层和Mo#8722;Mo层)通过强的共价键和金属键连接(见图1)[1-4]
正是基于这种特殊的层状结构及层间弱的范德华力,MoS2具有良好的双电层电荷存储能力及层间载流子传输特性,使得其被广泛应用于化学电源的电极材料和二极管等电子器件;同时,MoS2也是一种典型的间隙半导体,体结构材料带隙约1.9 eV, 且带隙随着层厚变化在一定区间内变化(1.2 eV ~ 1.9 eV),这种能带结构在光子激发下有利于载流子通过带隙跃迁或发射光子,使得其具有良好的光学、光电、光催化等性能,在新能源材料上具有较大的应用潜力;另外,MoS2的层状结构、弱的范德华力及六方密堆结构使得其润滑性、化学和热学稳定性极好,在固体润滑剂行业被广泛应用。
1.2 二硫化钼应用
目前,对二硫化钼的研究大多停留在二硫化钼的微观结构,光学已及电化学特性上。虽然在二硫化钼的应用上已经取得了许多进展,但是关于二硫化钼毒性的研究则非常少,一些研究显示ce-MoS2能够诱导氧化应激从而具有较强的抗菌能力。另外还有研究将MoS2,WS2,WSe2放在一起测定他们对细胞活力的影响,发现MoS2的毒性介于WSe2和Ws2之间,小于WSe2但大于WS2[5]。
2.纳米银简介[6]
纳米银(Nano Silver)就是将粒径做到纳米级的金属银单质。应用于医疗领域,如抗菌类医药及医疗器械,抗菌塑料及橡胶制品。纳米银可以促进伤口愈合,促进受损细胞的修复与再生,去腐生肌。为探究纳米银对水生生物的毒性作用,选取斑马鱼胚胎为受试生物,考察了纳米银对斑马鱼胚胎早期生长发育的影响。同时比较了纳米银与银离子对斑马鱼胚胎的毒性作用和机理。实验将受精后4小时(4hpf) 的斑马鱼胚胎分别暴露于不同浓度的纳米银和银离子溶液中至96hpf,观察并记录了胚胎的死亡、孵化和畸形等指标。应用吖啶橙(AO)染色实验研究了胚胎,暴露之后的细胞凋亡情况,并且应用荧光定量PCR技术分析了相关基因的表达水平。
研究结果表明,随着暴露浓度的增加,纳米银和银离子均能导致斑马鱼胚胎的死亡率增加和孵化率降低,并且引起孵化延迟。纳米银和银离子的96 h半数致死浓度(96h-LC50)分别为11.75 mg#183;L-1和 0.054 mg#183;L-1。银离子毒性远大于纳米银毒性。暴露的斑马鱼胚胎均表现出体长变短和卵黄囊肿大的畸形。AO染色结果表明,纳米银和银离子处理组胚胎的躯干和卵黄囊部位存在细胞凋亡信号。基因表达分析结果显示,1.93 mg#183;L-1纳米银显著提高了斑马鱼胚胎caspase9的表达(P<0.05) ,而0.006 mg#183;L-1的银离子就能显著上调COX-2a(P<0.01)和COX-17(P<0.05) 基因的表达,同时0.036 mg#183;L-1银离子增加了斑马鱼体内p53 基因的表达( P<0.05) 。以上研究结果说明,纳米银可能通过caspase通路诱导细胞凋亡进而影响斑马鱼胚胎的生长发育; 而银离子不但影响氧化系统基因通路,还能通过p53诱导凋亡进而阻滞斑马鱼胚胎的生长发育。
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