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氧化锌纳米颗粒对生菜养分吸收及光合作用的影响

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2023年第2期49卷 229-240页

作者：牟鲯璃陈开俊李雨航李廷强浙江大学环境与资源学院污染环境修复与生态健康教育部重点实验室浙江杭州310058

为评价氧化锌纳米颗粒(ZnO nanoparticles,ZnO NPs)对植物的毒性效应,以生菜为材料,以Zn^(2+)和ZnO微米颗粒作为对比,采用水培方法,研究不同质量浓度ZnO NPs(0、5、50、250 mg/L)对生菜养分吸收及光合作用的影响。结果表明:ZnO NPs抑制... 详细信息

为评价氧化锌纳米颗粒(ZnO nanoparticles,ZnO NPs)对植物的毒性效应,以生菜为材料,以Zn^(2+)和ZnO微米颗粒作为对比,采用水培方法,研究不同质量浓度ZnO NPs(0、5、50、250 mg/L)对生菜养分吸收及光合作用的影响。结果表明:ZnO NPs抑制生菜的生长,随着ZnO NPs质量浓度的升高,生菜生物量明显降低。在5~250 mg/L ZnO NPs处理下,生菜地上部镁、铁、锰、铜含量分别减少18.0%~33.3%、19.0%~28.6%、17.2%~28.3%、17.4%~33.8%。50、250 mg/L ZnO NPs处理显著降低了生菜的叶绿素含量及叶绿体活性。在5~250 mg/L ZnO NPs处理下,生菜净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、胞间二氧化碳浓度(C_(i))、蒸腾速率(T_(r))分别下降33.7%~75.0%、21.3%~36.7%、11.2%~29.0%、30.7%~83.4%,最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、光化学猝灭系数(qP)、实际光化学量子产量(Φ_(PSⅡ))、电子传递效率等叶绿素荧光参数分别下降6.3%~18.8%、7.0%~14.0%、5.0%~20.0%、5.8%~20.7%。250 mg/L ZnO NPs对生菜光合作用的抑制远大于对应的Zn^(2+)释放量及相同质量浓度的ZnO微米颗粒。这些研究结果表明,ZnO NPs可以通过影响生菜矿质养分的吸收、阻碍叶绿素的合成和降低光系统Ⅱ的活性来抑制生菜的光合作用。

关键词：氧化锌纳米颗粒养分吸收光合作用植物毒性

氧化锌纳米颗粒在体内和体外对角膜的毒性评估

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国际眼科杂志 2023年第7期23卷 1080-1086页

作者：侯晓璐崔冬梅牛灵芝孙晓彤于涛赵宇航宋爱萍李玮山东第一医科大学第一附属医院、山东省千佛山医院中国山东省济南市250014 山东大学控制科学与工程学院、山东大学智能医学工程研究中心中国山东省济南市250014

目的:通过构建体内和体外染毒模型,观察氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)对角膜的毒性影响。方法:体外培养原代人角膜上皮细胞(HCEpiC),暴露于0.5、5、12.5、25、50、100、250μg/mL氧化锌纳米颗粒24h,设不含纳米溶液的细胞培养液为空白对照组... 详细信息

目的:通过构建体内和体外染毒模型,观察氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)对角膜的毒性影响。方法:体外培养原代人角膜上皮细胞(HCEpiC),暴露于0.5、5、12.5、25、50、100、250μg/mL氧化锌纳米颗粒24h,设不含纳米溶液的细胞培养液为空白对照组。采用MTT比色法评估细胞的活性。三种不同浓度(25、50和100μg/mL)的氧化锌纳米颗粒分散液暴露于麻醉后小鼠结膜囊内,磷酸盐平衡缓冲液(PBS)点眼为PBS对照组,每天3次,连续7d,第1、3、5、7d观察角膜形态,第8d取出眼球,观察角膜病理改变和炎症因子(TNF-α,IL-6)表达水平情况。结果:不同浓度的氧化锌纳米颗粒处理原代人角膜上皮细胞24h后,MTT结果显示,与空白对照组相比,氧化锌纳米颗粒在0.5μg/mL即对细胞有损伤作用,细胞存活率约80%(P氧化锌纳米颗粒暴露小鼠结膜囊,点眼7d后,25μg/mL和50μg/mL氧化锌纳米颗粒组可见部分角膜上荧光素的点状着染,100μg/mL氧化锌纳米颗粒组角膜见局部圆形荧光素着染区。HE染色结果显示,25μg/mL和50μg/mL氧化锌纳米颗粒组的角膜上皮层、基质层厚度、基质层免疫细胞数目无明显改变(均P>0.05),而100μg/mL氧化锌纳米颗粒组角膜上皮层变薄、角膜基质层变厚、基质层免疫细胞明显增多(均P氧化锌纳米颗粒组产生TNF-α、IL-6的角膜基质免疫细胞数及TNF-α、IL-6的平均光密度(IOD)值均明显高于PBS对照组(P氧化锌纳米颗粒和50μg/mL氧化锌纳米颗粒组免疫细胞数和IOD值与PBS对照组相比均无明显增高(P>0.05)。结论:氧化锌纳米颗粒在体外和体内均对角膜具有毒性损伤作用,为氧化锌纳米颗粒眼部安全性评价提供了一定的理论依据。

关键词：氧化锌纳米颗粒角膜上皮细胞小鼠

氧化锌纳米颗粒和四环素复合胁迫对好氧颗粒污泥处理低碳源废水的影响

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水处理技术 2024年

作者：孙熠李永涛四川交通职业技术学院西南石油大学

为明确新污染物氧化锌纳米颗粒（ZnO NP）和四环素抗生素（TCA）复合胁迫对好氧颗粒物污泥处理低C/N废水的影响，构建了小试规模的颗粒污泥反应器，探究了ZnO NP和TCA复合影响对AGS处理低C/N废水的影响，分析了出水水质、污泥特征及微... 详细信息

为明确新污染物氧化锌纳米颗粒（ZnO NP）和四环素抗生素（TCA）复合胁迫对好氧颗粒物污泥处理低C/N废水的影响，构建了小试规模的颗粒污泥反应器，探究了ZnO NP和TCA复合影响对AGS处理低C/N废水的影响，分析了出水水质、污泥特征及微生物群落特征的变化，揭示了ZnO NP和TCA复合胁迫对AGS的影响机制。结果表明，ZnO NP和TCA复合胁迫对AGS处理低C/N废水具有拮抗作用。ZnO NP和TCA复合暴露组别内，出水COD和溶解性磷酸盐（SOP）浓度分别为42.8～53.4 mg/L和1.95～2.36 mg/L，对应去除效率分别下降至75.1%～78.5%和70.3%～75.6%，远低于ZnO NP和TCA单一暴露组别。ZnO NP和TCA复合胁迫降低了AGS污泥浓度总固体（TS）至5.5～5.8 g/L，挥发性固体/TS至0.61～0.64，但刺激胞外聚合物（EPS）含量至91.6～93.4 mg/g。此外，ZnO NP和TCA复合胁迫提高了EPS内蛋白质（PN）和多糖（PS）含量，并提高PN/PS。酶活性分析表明ZnO NP和TCA复合胁迫降低了与污染物和营养盐去除相关的关键酶活性。微生物群落结构分析ZnO NP和TCA复合胁迫降低了属水平上与反硝化相关的Tsukamurella、unclassified f＿Comamonadaceae、Micropruina和Microbacterium的相对丰度。ZnO NP和TCA复合胁迫产生的生态毒性对AGS具有严重影响。研究结果为理解新污染物ZnO NP和TCA复合胁迫的环境风险具有一定的理论意义。

关键词：好氧颗粒污泥氧化锌纳米颗粒四环素微生物群落

氧化锌纳米颗粒对小麦储藏过程中微生物生长的影响研究

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中国食品添加剂 2022年第8期33卷 1-7页

作者：张敏高士雅苏柯瑞赵金凤胡锋卫曹仁杰张咚咚河南工业大学粮油食品学院粮食储藏与安全教育部工程研究中心郑州450001

小麦作为我国的主要储备粮种之一,也是世界上的主要运输交易粮种之一,因其营养丰富、带菌量大、易发生虫害等因素,在小麦的长期储藏及运输过程中较容易的发生腐败、霉变、真菌毒素超标等问题。本文以前期制备的无机纳米抑菌材料氧化锌... 详细信息

小麦作为我国的主要储备粮种之一,也是世界上的主要运输交易粮种之一,因其营养丰富、带菌量大、易发生虫害等因素,在小麦的长期储藏及运输过程中较容易的发生腐败、霉变、真菌毒素超标等问题。本文以前期制备的无机纳米抑菌材料氧化锌纳米颗粒(zinc oxide nanoparticles,ZnO-NPs)为基础,探索了将氧化锌纳米颗粒作为微生物抑制剂,添加到小麦的储藏过程中。在7周的模拟储藏试验中,与对照组相比,添加了ZnO-NPs后,小麦表面细菌和霉菌的生长繁殖均得到了显著抑制,同时小麦的主要品质指标面筋吸水率和降落数值并没有明显的劣变。研究结果表明,ZnO-NPs有助于抑制小麦表面微生物的生长繁殖,同时不会加快小麦的品质劣变,能够为确保小麦安全储藏开发新的微生物抑制剂提供数据支撑。

关键词：氧化锌纳米颗粒抑制细菌霉菌小麦储藏

氧化锌纳米颗粒对玉米储藏过程中霉菌区系及其品质的影响

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食品安全质量检测学报 2023年第3期14卷 252-259页

作者：周显青赵金凤张咚咚吴琼胡锋卫李梦瑶赵锦琦粮食储藏与安全教育部工程研究中心河南省粮食产后减损工程技术研究中心河南工业大学粮食和物资储备学院郑州450001

目的探索氧化锌纳米颗粒对玉米储藏过程中霉菌区系及其品质的影响。方法将玉米分成3份,经过不同浓度氧化锌纳米颗粒悬浮液的处理,以不添加氧化锌纳米颗粒作为对照,置于30℃下模拟储藏35 d,对不同处理组的玉米霉菌区系和储藏品质变化进... 详细信息

目的探索氧化锌纳米颗粒对玉米储藏过程中霉菌区系及其品质的影响。方法将玉米分成3份,经过不同浓度氧化锌纳米颗粒悬浮液的处理,以不添加氧化锌纳米颗粒作为对照,置于30℃下模拟储藏35 d,对不同处理组的玉米霉菌区系和储藏品质变化进行监测与分析。结果储藏35 d后,处理组霉菌量为4.0×10^(4)CFU/mL,而对照组霉菌量为1.4×10^(6)CFU/mL,表明氧化锌纳米颗粒有效抑制了玉米储藏过程中霉菌的生长繁殖。玉米在整个储藏过程中优势霉菌主要为黄曲霉、黑曲霉、温特曲霉、桔青霉和查氏青霉等青霉属和曲霉属。随着储藏时间的增加,玉米中脂肪酸值、电导率、丙二醛显著上升,过氧化物酶活力显著下降,水分也呈下降趋势。揭示了低浓度氧化锌纳米颗粒对细胞膜有一定的保护作用,而高浓度氧化锌纳米颗粒会对细胞膜系统造成破坏。结论氧化锌纳米颗粒可以显著抑制玉米储藏过程中霉菌的生长繁殖,同时低浓度添加更有利于玉米的储藏。

关键词：氧化锌纳米颗粒玉米微生物储藏品质

氧化锌纳米颗粒对小鼠小胶质细胞HMGB1/TLR4/RAGE信号通路和炎症反应影响的研究

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毒理学杂志 2022年第4期36卷 304-309,315页

作者：孙腾腾张小强崔丹丹黄文迪张秀文东南大学公共卫生学院江苏南京210009 环境医学工程教育部重点实验室江苏南京210009

目的探讨氧化锌纳米颗粒(Zinc oxide nanoparticles,ZnO NPs)对小鼠小胶质细胞HMGB1/TLR4/RAGE信号通路的影响,以及HMGB1/TLR4/RAGE信号通路在ZnO NPs导致的小鼠小胶质细胞炎症反应和细胞焦亡中的可能作用。方法采用ZnO NPs处理BV2小鼠... 详细信息

目的探讨氧化锌纳米颗粒(Zinc oxide nanoparticles,ZnO NPs)对小鼠小胶质细胞HMGB1/TLR4/RAGE信号通路的影响,以及HMGB1/TLR4/RAGE信号通路在ZnO NPs导致的小鼠小胶质细胞炎症反应和细胞焦亡中的可能作用。方法采用ZnO NPs处理BV2小鼠小胶质细胞24 h,MTT法检测ZnO NPs对小鼠小胶质细胞增殖活性影响;LDH实验检测细胞膜完整性;ELISA法检测细胞培养基中IL-1β分泌水平;Western blot法检测HMGB1、TLR4、RAGE、Caspase-1和GSDMD蛋白表达水平。结果ZnO NPs染毒24 h后,小鼠小胶质细胞出现明显的生长抑制(P<0.05),细胞培养液上清LDH活性升高,细胞内HMGB1、TLR4和RAGE蛋白表达增加(P<0.05),而用丙酮酸乙酯(Ethyl Pyruate,EP)处理后,上述蛋白含量均下降,差异有统计学意义(P<0.05);细胞内Caspase-1、GSDMD和GSDMD-N水平升高(P<0.05),细胞上清液中IL-1β分泌水平增加(P<0.05),经EP处理后,这些损伤均有一定程度改善。结论ZnO NPs可抑制小鼠小胶质细胞活力,造成细胞膜损伤,且可能通过HMGB1/TLR4/RAGE信号通路的激活介导炎症反应和细胞焦亡的发生。

关键词：氧化锌纳米颗粒 HMGB1/TLR4/RAGE 炎症反应细胞焦亡

氧化锌纳米颗粒对SBR中活性污泥脱氮性能及硝化细菌丰度的影响

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环境工程学报 2017年第8期11卷 4549-4558页

作者：李维石先阳安徽大学资源与环境工程学院合肥230601

在SBR中添加氧化锌纳米颗粒(ZnO-NPs),研究ZnO-NPs对活性污泥脱氮性能及硝化细菌丰度的影响。结果表明,低浓度(1 mg·L^(-1))ZnO-NPs对活性污泥脱氮性能无影响,高浓度(10、50 mg·L^(-1))ZnO-NPs可抑制活性污泥硝化性能,且对硝化菌活性... 详细信息

在SBR中添加氧化锌纳米颗粒(ZnO-NPs),研究ZnO-NPs对活性污泥脱氮性能及硝化细菌丰度的影响。结果表明,低浓度(1 mg·L^(-1))ZnO-NPs对活性污泥脱氮性能无影响,高浓度(10、50 mg·L^(-1))ZnO-NPs可抑制活性污泥硝化性能,且对硝化菌活性抑制作用小于亚硝化菌。ZnO-NPs浓度梯度增加至50 mg·L^(-1)较直接投加50 mg·L^(-1)ZnO-NPs对污泥活性抑制作用小。高浓度ZnO-NPs改变活性污泥微生物胞外聚合物(EPS)产量和性质。SBR运行结束时,高浓度ZnONPs的添加导致亚硝化菌相对丰度大幅度减小,而对硝化菌相对丰度影响较小。

关键词：氧化锌纳米颗粒活性污泥脱氮性能硝化细菌丰度

氧化锌纳米颗粒诱导促死亡自噬杀伤肾癌细胞的实验研究

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安徽医科大学学报 2020年第3期55卷 321-326页

作者：张鹏飞张力王辉杨荷宇梁朝朝安徽医科大学第一附属医院泌尿外科合肥230022 安徽医科大学泌尿外科研究所合肥230022 泌尿生殖系统疾病安徽省重点实验室合肥230022

目的探讨氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)对肾透明细胞癌细胞Caki-1的杀伤效应及其与自噬的相关性。方法于96孔板内制备Caki-1单层细胞(2×10^3/孔),用不同浓度(1、5、10、15、20、25μg/ml)的ZnO NPs处理后或用15μg/ml ZnO NPs处理不同时间(6... 详细信息

目的探讨氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)对肾透明细胞癌细胞Caki-1的杀伤效应及其与自噬的相关性。方法于96孔板内制备Caki-1单层细胞(2×10^3/孔),用不同浓度(1、5、10、15、20、25μg/ml)的ZnO NPs处理后或用15μg/ml ZnO NPs处理不同时间(6、12、24 h)后,噻唑兰(MTT)法检测ZnO NPs对Caki-1细胞的生长抑制作用。随后,用Western blot法检测不同处理组细胞自噬效应的变化,最后再次利用MTT法及Hoechst33342/PI染色法测定ZnO NPs与自噬抑制剂或增强剂共处理后细胞活力的改变。结果ZnO NPs对Caki-1细胞具有剂量及时间依赖性的杀伤效应。且ZnO NPs亦可诱导剂量及时间依赖性的自噬效应。将ZnO NPs与自噬抑制剂渥曼青霉素(Wort)共处理后,微管相关蛋白1轻链3-Ⅱ型(LC3-Ⅱ)蛋白的积累减少。ZnO NPs与自噬诱导剂海藻糖(Trehalose)共处理后,LC3-Ⅱ蛋白的积累增多。同时,将ZnO NPs与Wort或氯喹共处理后,细胞活力相较于ZnO NPs单独处理组有所回升;而将ZnO NPs与Trehalose联合处理细胞后,细胞活力进一步降低。结论ZnO NPs对Caki-1细胞具有剂量及时间依赖性的杀伤效应;在Caki-1细胞中可诱导促死亡自噬效应,抑制自噬可降低ZnO NPs对细胞的杀伤作用,增强自噬可促进ZnO NPs对细胞的杀伤作用;ZnO NPs可促进自噬体的形成,而非抑制自噬底物的降解。

关键词：肾癌 Caki-1细胞株氧化锌纳米颗粒自噬

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生物合成氧化锌纳米颗粒材料及其抗菌应用

化工进展 2023年第4期42卷 2013-2023页

作者：司银芳胡语婕张凡董浩佘跃惠长江大学石油工程学院湖北武汉430100 非常规油气湖北省协同创新中心湖北武汉430100 湖北省钻采工程重点实验室湖北武汉430100 中国地质大学(北京)能源学院北京100083 长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023

随着环境污染加剧与抗生素的广泛使用,各种威胁人类健康的疾病逐渐爆发,病原菌对抗生素的耐药性问题也愈发严重。这促使许多研究都集中在对绿色环保、抗菌活性强、不易产生耐药性的新型抗菌剂的探索上,并且纳米技术已被证明可作为对抗... 详细信息

随着环境污染加剧与抗生素的广泛使用,各种威胁人类健康的疾病逐渐爆发,病原菌对抗生素的耐药性问题也愈发严重。这促使许多研究都集中在对绿色环保、抗菌活性强、不易产生耐药性的新型抗菌剂的探索上,并且纳米技术已被证明可作为对抗病原菌的有效手段。氧化锌纳米颗粒材料具有优异的抗菌抑菌性能,有望作为新型金属离子抗菌材料而被广泛应用。与传统物理化学方法相比,氧化锌纳米颗粒的生物方法具有操作简单、安全性高、对环境污染小等优势,已成为纳米合成技术发展的新趋势。本文首先综述了利用植物、藻类、微生物等提取物进行氧化锌纳米颗粒的生物合成方法与合成机理,总结了氧化锌纳米颗粒的抗菌机制,讨论了氧化锌纳米材料在医药行业、纺织工业、食品行业、农业等相关领域的抗菌应用,最后进一步展望了含有氧化锌的创新型多金属复合型纳米颗粒的相关研究与应用前景,为氧化锌纳米技术发展提供了新思路。

关键词：氧化锌纳米颗粒生物合成抗菌机制抑菌应用多金属纳米材料