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包括量子点在内的人工纳米颗粒是近年来突出的环境污染物,由于其特殊的机械性能、反应活性、光电性能和电传导性,在医疗、材料、生物技术以及环保等领域被广泛应用。大量的纳米材料将不可避免的通过多种途径进入到大气、水和土壤环境介质,引发人们对环境安全和人类健康的关注。然而,纳米颗粒释放到水环境中,受到水体中多种因素的影响,如有机质,离子强度,不断影响着纳米颗粒的分散、团聚、等行为变化。 本论文研究CdTe/CdS/ZnS核壳量子点团聚体对水生环境中典型的生物体,如生物膜、纤细裸藻及斑马鱼的毒性。(1)采用全内反射荧光、荧光漂白恢复和3D重建等技术研究CdTe/CdS/ZnS核壳量子点团聚体在单一生物膜的吸附、扩散过程,及其对生物膜的毒性。(2) CdTe/CdS/ZnS核壳量子点对纤细裸藻的毒性,研究量子点对藻细胞形态变化、叶绿素荧光、色素合成、运动性以及细胞表面性质等指标的影响。(3)透明胞外聚合颗粒物存在下,CdTe/CdS/ZnS核壳量子点对斑马鱼的毒性,以激光扫描共聚焦显微镜为主要仪器,彗星实验、Phen Green SK(diacetate)、CM-H2DCFDA等探针检测量子点在斑马鱼不同组织和器官中的积累、对斑马鱼器官的DNA损伤情况、细胞内Cd2+和Zn2+的存在、ROS在细胞中的积累等。结果表明: (1)C.testoteroni生物膜可以迅速吸附CdTe/CdS/ZnS核壳量子点团聚体,并且量子点团聚体能快速向生物膜深层扩散,且遵循指数增长规律;量子点从生物膜表层向深层扩散过程中,在空间上呈线性分布。当CdTe/CdS/ZnS核壳量子点进入生物膜后,在生物膜内部溶解并释放出了Cd2+和Zn2+,从而对生物膜产生毒害作用,导致大量细菌死亡。 (2) CdTe/CdS/ZnS核壳量子点能够在纤细裸藻细胞内发生积累,并将藻细胞由纺锤形变为球型,还可进一步诱导藻细胞失去运动能力,团聚在一起;量子点处理的藻细胞的叶绿素a和胡萝卜素含量发生降低,而叶绿素b的合成未发生显著变化,而在96h内,纤细裸藻的光合作用Fv/Fm发生显著降低,说明量子点没有影响藻细胞光合作用的生理活性。量子点胁迫的藻细胞分泌到细胞外的多糖和蛋白质含量下降;而羧基峰有少许增加,可能是量子点表面的羧基基团与藻细胞结合引起的。 (3) CdTe/CdS/ZnS核壳量子点可以对斑马鱼鳃细胞造成DNA损伤,并且积累在鱼鳃、肠道和肌肉组织中。当TEP存在时,量子点在上述组织和器官中积累减少。CdTe/CdS/ZnS核壳量子点可以在鱼鳃和肝脏细胞中释放Cd2+和Zn2+,进而诱发细胞产生氧化应激反应,而TEP可以减少这一现象。