纳米银在水生态食物链中的迁移和生物放大

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21307105
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0607.环境毒理与健康
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Silver nanoparticles (AgNPs) are emerging as one of the fastest growing products and the most widely used nanomaterials in the world. As the result, the potential hazards of AgNPs on the ecological environment is anticipated. Current research on the ecological impacts of silver nanoparticle has focused on the toxic effects at both biological individual level and cell level. Little is known about the biomagnifications and trophic transfer of AgNPs in freshwater food chain, despite the fact that the trophic transfer in freshwater food chain is considered to be a major pathway for AgNPs introduction into the environment. To begin addressing this knowledge gap, we will construct a simple freshwater food chain using the model organisms (Daphnia magna) and zebrafish(Danio rerio)to investigate the potential biomagnifications and trophic transfer of AgNPs. Two possible pathway of AgNPs transport in aquatic ecosystems including direct water column transport and food chain transfer will be investigated, and a group of ecology related indexes such as Bio-accumulation factor (BAF), Bio-magnification factor (BMF) will be measured to disclose the law of biomagnifications and cumulative effects of AgNPs in aquatic organisms, as well as their migration pathway in the simple freshwater food chain. Our study is expected to present the first evidence of trophic transfer of AgNPs from a primary consumer (D. magna) to a secondary consumer (Danio rerio) as well as the first evidence of biomagnifications of AgNPs within a simple freshwater food chain. These results have important theoretical values for elucidating the mechanisms of eco-toxicity and environmental behavior of the nano-materials which has been considered as a new type of potential contaminants effectors. Our results also have important implications for potential ecological risks assessment on other types of nanomaterials.
银纳米是世界上产量最大、应用最广的纳米材料,其大量排放将对生态环境构成巨大的潜在威胁。目前对纳米银的生物安全研究多集中在生物个体和细胞水平的毒性效应评估,缺乏对纳米银在生态食物链中迁移行为和生物放大等生态效应的认识。本项目拟以"水蚤-斑马鱼"为简单水生态食物链模型,通过考察水体暴露和食物链传递两条途径分别对纳米银在水蚤和斑马鱼体内各自的积累和迁移情况,分析其在水生态食物链中的生物积累指数(BAF)和生物放大指数(BMF),探讨纳米银在食物链中的迁移行为和积累过程,揭示纳米银在水生态食物链中的积累效应、迁移行为和生物放大效应规律。通过本研究,可判识纳米银在水生态食物链中的生物放大效应,阐明其在食物链中的积累和迁移机制,对揭示纳米银这类潜在新型污染物的环境行为和生态毒性效应机制具有重要理论价值,也可为其它纳米材料生态安全评估提供科学依据。

结项摘要

纳米银是世界上产量最大、应用最广的纳米材料,其大量排放将对生态环境构成巨大潜在危害。目前关于纳米银的生态环境效应研究大多集中于对单个生物的毒性效应评估,缺乏对纳米银在生态食物链中的迁移、积累和生物放大等生态效应的认识。本项目(1)以“水蚤-斑马鱼”为简单的水生态食物链模型,探明了纳米银通过水体暴露和食物链传统两条途径在斑马鱼体内的迁移和积累情况,分析了纳米银在水生态食物链中积累、传递和生物放大效应。结果表明,当暴露浓度为100 μg/L和10 μg/L时,粒径为50 nm的纳米银在水生态食物链“水蚤-斑马鱼”中的生物积累指数(BCF)分别为0.015和0.012,生物放大指数(BMF)分别为0.023和0.014。这一结果证实了纳米银在这一简单水生态食物链中的转移效率较低,无明显的生物放大效应。(2)合成和表征了粒径分别为15 nm、50 nm和100 nm的三种纳米银颗粒,以鱼类红血细胞为细胞模型,阐明了粒径介导的纳米银颗粒对细胞的毒性效应和内在化机制。结果表明,纳米银在红血细胞表面的吸附和内在化均受其粒径影响,中等粒径的纳米银(50 nm)具有最高的内在化率;小粒径的纳米银(15 nm)则具有最强的生物毒性效应,导致最强烈的红细胞溶血、细胞膜损伤、脂质过氧化以及抗过氧化物酶活性产物增加,而这些毒性效应均是源于纳米银颗粒与红血球直接相互作用导致。本项目的研究成果对于揭示纳米银在水生态食物链中的积累、传递和生物放大效应具有重要科学价值,也可为阐明纳米银的生态毒性效应机制提供重要参考。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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淡水鱼类功能生态学研究进展
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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陈礼强的其他基金

纳米银对淡水生态系统结构和功能的影响
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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