随着纳米技术、纳米材料在人类生活中越来越广泛的应用,纳米材料安全性的问题也日益受到科学界和环保人士的重视。无论是在生产还是使用过程中,大量的纳米颗粒通过空气、水、土壤进入到动植物体内,对于环境及生态系统都产生了潜在的影响。目前关于纳米材料毒性研究的报道多集中于小鼠或人的体外培养细胞,对环境尤其对水生生物鲜有报道。原生动物是取材容易、培养方便、繁殖速度快,且细胞体积大,便于观察处理的单细胞生物,并且在水生生态系统中原生动物处于重要位置,是能量流动及物质循环的一个重要环节,因此,一直以来原生动物也是开展毒理学研究的理想材料。本研究利用MTT比色法、微分干涉显微术、扫描及透射电镜术研究了不同浓度粒径50 nm的三角平板状纳米银颗粒对小腔游仆虫细胞的影响。以期为深入研究和探讨纳米材料的细胞学毒性效应和机制问题提供实验基础,为纳米材料的环境风险评价和预测提供科学依据,完善纳米材料生物学毒性评价体系,也为水生生物毒理学研究补充新的资料。1.纳米银颗粒对纤毛虫小腔游仆虫细胞显微结构的研究目前在纳米银颗粒细胞毒性的体外研究中MTT法是最常用的方法之一,本研究采用MTT法、微分干涉法检测不同时间以及不同浓度粒径50 nm的三角平板状纳米银颗粒对小腔游仆虫细胞生长繁殖,形态以及行为变化的影响。随着处理浓度的增加,纳米银颗粒对小腔游仆虫细胞生长繁殖的抑制呈明显的线性变化趋势,而时间的推移所导致的生长繁殖情况的变化则是非线性的。主要表现在,相同浓度的情况下,小腔游仆虫细胞与纳米银颗粒作用后随着时间的增加,抑制情况略有减小。利用几率单位法确定纳米银颗粒对小腔游仆虫细胞的LC50,4h的值为0.94 mg/L。而活体观察发现小腔游仆虫细胞运动逐渐迟缓,长、宽明显减小,细胞形态由正常的长椭圆形逐渐转变为纺锤形,最后近似球形。长宽比的统计发现峰值由正常的1.3-1.7的区间逐渐转向1.7-2.2的区间,最后细胞的长宽比则趋向于0.9-1.3的区间。这也证实小腔游仆虫细胞对于此类型纳米银的毒性较敏感。此外,细胞形态的变化同样也会对小腔游仆虫细胞的生长繁殖产生一定的影响。2.纳米银颗粒对纤毛虫小腔游仆虫细胞亚显微结构的影响采用扫描电镜及透射电镜观察不同浓度粒径50 nm的三角平板状纳米银颗粒处理后的小腔游仆虫细胞。结果发现,随着小腔游仆虫细胞与纳米银颗粒作用浓度的增加,细胞口围带小膜的纤毛从领部开始断裂脱落并不断向翻领部扩展,与此同时额-腹-横棘毛的纤毛也发生了顺序性断裂,毛基体裸露或脱落；口区皮层下方线粒体内膜嵴状结构的缺失由内向外不断加重,而表膜下线粒体结构肿胀变形严重；细胞大核核仁聚集,染色质凝聚,核膜界限逐渐模糊,部分染色质团内出现空洞现象；细胞质内出现大量处于不同自噬阶段的自噬溶酶体以及膜性髓状结构。除此之外,观察到纳米银颗粒存在于细胞表膜、细胞质、线粒体膜及其内部。初步推测,纳米银颗粒除可经过胞口之外,亦可直接通过细胞膜侵入细胞,主要通过损伤线粒体及细胞核,进而致使其他胞器结构紊乱,细胞形态及功能失常。同时结合细胞死亡特点分析,小腔游仆虫细胞与纳米银颗粒作用后细胞的死亡方式是介于自噬与胀亡之间的一种特殊的细胞死亡方式。