纳米技术产业的快速发展在过去的20年里还没有达到其潜力(
纳米二氧化硅等多个应用程序在制备纳米复合材料增强热阻和电气和机械性能。同时,各领域使用的催化剂,色素稳定,电子和传感器。Nano-aluminium氧化物用作原料固体火箭推进剂配方和炸药。Nano-copper二氧化物用于生物医学应用抗菌素和电浆等材料作为改革的一个组成部分的催化剂。
研究与使用NPs是有限的(
纳米毒理学的概念解释的毒理学基础NPs在健康和环境
使用鱼的组织病理学改变指数作为一种工具的分类和分类阶段的组织变化相对于压力或接触化学物质已经被几位来自和科学家报道
鱼鳃是对环境变化非常敏感,很容易受到污染物在低浓度(
Mansouri et al。
本研究的目的是评估不同重金属的联合毒性效应的混合物(Al2O3措,SiO2用组织学生物标志物)鱼。
大部分和纳米大小的三个盐(Al2O3措,SiO2从西格玛奥德里奇)采购。之前他们在室温下存储在实验室使用。Nano-Al2O3出现的灰色粉末,密度2.70克/厘米3和大小40 nm的纯度为99.9%。Nano-CuO红色黄色粉末,密度为8.94 g / ml 25°C < 50 nm大小。SiO2褐黄色粉末,密度为2.33 g / ml 25°C < 100纳米大小。
股票悬浮液的裸粉是用自来水dechlorinated获得各种浓度的测试解决方案。各自克金属氧化物的溶解在1 L dechlorinated自来水获得适当的混合物来获取股票的解决方案(图
(a)组织切片的鳃鱼的对照实验显示主鳃瓣(PGL),冲二次鳃瓣(SSGL)和血管(BV)(圆)污渍,×400)。(b)组织切片的鳃鱼暴露于纳米SiO显示总破坏主鳃瓣(PGL)和二级吉尔薄片(西格里碳素集团),侵蚀上皮(之前),和地区严重的坏死(N)和水肿(OD)(圆)污渍,×100)。
非洲非洲鲶鱼,鲶鱼/尖牙
鱼类适应在实验室中使用100升容量控股坦克每升20鱼类的放养密度为每窝小鱼和5鱼类幼体。生物测定的驯化持续了7天之后开始。适应环境是标准的实验室条件下进行(temp, 26.0±3.0°C;湿度、75±6%;光周期,光明,黑暗,12:12小时)。生物测定媒体(dechlorinated自来水)也是合适的质量(pH值:6.8;D。O,8。5 mg/L; Salinity, 0.0 ppt).
急性毒性测试/测距进行锻炼与不同浓度以达到超过96小时死亡。生物测定容器的塑料(6米×4厘米×4厘米)。在急性毒性试验,小鱼被储存在10鱼每公升的水,由等效原液的浓度和纳米重金属单独行动。每个设置复制,即。,20.fingerlings per concentrations.
鱼被暴露于浓度1 mg / L, 10 mg / L, 100 mg / L, 1000 mg / L, 3000 mg / L的要求基于响应测试的生物。nano的96小时的急性毒性和大部分金属被发现无毒100 mg / L的浓度,并没有发现显著的死亡率最高的暴露浓度。
少年鲶鱼被慢性毒性测试中他们暴露于7毫克/ L的批量和纳米大小的三个金属氧化物单独或混合了28天。慢性毒性试验进行了在较大的塑料(11厘米×9厘米×7.5厘米)使用5 L的水,因为大尺寸的鱼相比,急性毒性测试。结束时的曝光时间,通过腰椎穿刺鱼类的固定化和解剖组织病理学调查收集鳃和保存。
鳃在10%福尔马林固定,脱水乙醇分级(
因为I, II, III对应阶段的数量变化,平均海六点量表上得分:0 =正常组织;2.0 =轻度损伤组织;4.0 =中度破坏组织;6.0 =部分严重的组织损伤;8.0 =严重的组织损伤;10 =不可挽回的损伤组织。这些阶段的变化和评分系统或规模给出了表
阶段的变化和鳃的组织学改变。
| 改变评分 | 分数描述 | 组织学改变 |
|---|---|---|
| 0 | 正常组织 | 没有损伤或任何变更(NT) |
|
|
||
| 2。0 | 轻微的损伤 | 轻度增厚鳃瓣(GL1) |
|
|
||
| 4.0 | 中度破坏 | 中鳃瓣增厚(GL2) |
|
|
||
| 6.0 | 部分严重损害 | 侵蚀外盖(ERO) |
|
|
||
| 8.0 | 严重的破坏 | 严重的鳃瓣增厚(GL3) |
|
|
||
| 10.0 | 不可挽回的伤害 | 坏死(N) |
NPs与其他污染物之间的相互作用依赖于NPs的属性如大小、组成、形态、孔隙度、聚合/解集,和总体结构。NPs的毁灭性影响,大部分主要是由于分散,持久性和生物富集和生物放大潜力除了毒性的生物组织(
鱼鳃是主要的靶器官受到NPs的影响。Jayaseelan等人,Griffitt et al。
在这项研究中,最在鱼鳃组织病理学病变如增生、水肿,曲率,缩短和鳃片晶的融合,动脉瘤,坏死和量化使用索引,用于描述一些研究[
28天单一和联合曝光的
| 浓缩的。比 | Nanometals | 认为海 | 有毒的水平 | 实际的海 | 有毒的水平 | 类型的联合效应 | 吉尔病理学 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 单独 | SiO |
20.0 |
高 |
NA |
NA |
NA |
EGL,肥大 |
|
|
|||||||
| 1:1 | SiO +基地2O3
|
22.0 |
高 |
2。0 |
低 |
敌对的 |
肥大,SSGL |
|
|
|||||||
| 2:1 | SiO +基地2O3
|
22.0 |
高 |
8.0 |
低 |
敌对的 |
呃,SSGL |
|
|
|||||||
| 1:2 | SiO +基地2O3
|
22.0 |
高 |
16.0 |
温和的 |
敌对的 |
压电陶瓷,EPL,坏死 |
|
|
|||||||
| 1:1:1 | SiO +基地2O3+措 | 30或22 | 高 | 6.0 | 低 | 敌对的 | EGL, SSGL |
有毒水平:海:
(一)组织切片散装SiO吉尔暴露。中等鳃瓣畸形如水肿(OD),肥大(HPT)和上皮增生观察(HPS)。主鳃瓣也观察到(圆)污渍,×400)。(b)组织切片的吉尔暴露于散装措。两中小学完全毁灭的薄板。领域的侵蚀上皮(之前),动脉瘤(ANS),坏死(N),血管(BV)也观察到(圆)污渍,×100)。
(一)组织切片基本吉尔吉尔暴露nano-CuO显示水肿薄板(OD),上皮增生(HPS),侵蚀上皮(之前),血管(BV)(圆)污渍,×100)。(b)组织切片的吉尔接触散装2O3显示主鳃瓣(PGL),缩短二级鳃瓣(SSGL),肥大(HPT),和一些轻微的坏死区域(N)(圆)污渍,×400)。
(一)组织切片nano-Al吉尔暴露2O3显示主鳃瓣(PGL),弯曲的二级鳃瓣(CSGL),上皮增生(HPS),上皮起重(EPL)和血管(BV)(圆)污渍,×400)。(b)组织切片的吉尔接触散装SiO /措(1:1)显示二级鳃瓣(西格里碳素集团),肥大(HPT)和上皮起重(EPL)(圆)污渍,×400)。
(a)组织切片的吉尔暴露nano-SiO /措(1:1)显示主鳃瓣(PGL)缩短辅助鳃瓣(SSGL),血管,基本层水肿,侵蚀上皮(圆)污渍,×100)。(b)组织切片的吉尔暴露nano-SiO /2O3(1:1)显示主鳃瓣(PGL),侵蚀二级鳃瓣(ESGL)和肥大(HPT)(圆)污渍,×100)。
(一)组织切片吉尔暴露于散装SiO / Al2O3(1:1)显示主鳃瓣(PGL),侵蚀二级鳃瓣(ESGL)和肥大(HPT)。缩短第二鳃瓣(SSGL)和坏死面积(N)也观察到(圆)污渍,×100)。(b)组织切片的吉尔接触散装2O3/措(1:1)显示主鳃瓣(PGL),总破坏二级鳃瓣,水肿(OD)动脉瘤(ANS)和坏死(N)(圆)污渍,×100)。
(一)组织切片吉尔暴露于nano-SiO / Al2O3(2:1)显示二级鳃瓣(西格里碳素集团),血管,上皮增生(HPS)(圆)污渍,×400)。(b)组织切片的吉尔接触散装SiO /2O3(2:1)显示主鳃瓣,缩短第二鳃瓣(SSGL)和血管(BV)(圆)污渍,×400)。
(a)组织切片的吉尔暴露nano-SiO /措(2:1)显示融合二级鳃瓣(FSGL),二级鳃瓣(西格里碳素集团)和上皮增生(HPS)(圆)污渍,×400)。(b)组织切片的吉尔接触散装SiO /措(2:1)显示肥大(HPT),血管(BV)、上皮增生(HPS)(圆)污渍,×400)。
(一)组织切片吉尔暴露于散装2O3/措(2:1)显示水肿(OD)和上皮增生(HPS)(圆)污渍,×400)。(b)组织切片的吉尔接触散装2O3/措(1:2)显示主鳃瓣(PGL),上皮起重(EPL)和肥大(HPT)(圆)污渍,×400)。
(一)组织切片nano-Al吉尔暴露2O3/措(1:2)显示主鳃瓣(PGL),弯曲的二级鳃瓣(CSGL)和缩短辅助鳃瓣(SSGL)(圆)污渍,×400)。(b)组织切片的吉尔暴露nano-SiO /措(1:2)显示二级鳃瓣(西格里碳素集团),薄板(正),炎症和血管(圆)污渍,×400)。
(a)组织切片的吉尔接触散装SiO /措(1:2)显示上皮增生(HPS),坏死(N),肥大(HPT)(圆)污渍,×400)。(b)组织切片的吉尔接触散装SiO /2O3(1:2)显示轻度坏死(N)和二级鳃瓣(单独的)。没有观察到严重损害(圆)污渍,×400)。
(一)组织切片吉尔暴露于nano-SiO / Al2O3(1:2)显示曲线二次鳃瓣(CSGL),上皮起重(EPL)和肥大(HPT)(圆)污渍,×400)。(b)组织切片的吉尔暴露nano-SiO /2O3/错显示总吉尔建筑的破坏。可见血管(圆)污渍,×400)。
组织病理学改变指数(HAI)表明,鳃受到这些金属氧化物纳米粒子的影响,和类似的损失已报告在其他鱼类接触铜NPs (
如果联合曝光的效果与另一个nanometallic nano-SiO盐的比率(1:1)的个体效应,那么SiO +的海2O3和SiO +错应该是22.0和30.0,分别。SiO +的实际影响2O3和SiO +措海:分别为2.0和6.0。肥大的吉尔改变包括低频(HPT)和缩短二级鳃瓣(SSGL)。这意味着联合行动2O3和措SiO产生低毒性作用,与单一的高毒性试验;这也表明,艾尔2O3和措是对手。
增加浓度的SiO混合物(SiO +2O3和SiO +措)比2比1没有区别的毒性水平。SiO +的实际影响2O3和SiO +措海:分别为8.0和6.0。吉尔改变包括低频鳃上皮增生(EH)和缩短二级鳃瓣(SSGL)。
增加的浓度2O3和错的混合物(SiO +2O3和SiO +措)比1到2仍然没有改变有毒水平措海为6.0、但有中等毒性2O3海为16.0。吉尔改变包括中等频率的上皮细胞不受控制的增殖(压电陶瓷),鳃上皮起重(EPL)和坏死(N)。
三个nanometallic盐的混合物(SiO,艾尔2O3,措)比1:1:1生产低毒性作用(海,6.0)相比,除了个人的影响,认为是海:30或22。鳃上皮起重(EPL)频率较低,缩短二级鳃瓣(SSGL)。
表
28天单一和联合曝光的
| 浓缩的。比 | 大部分金属 | 认为海 | 有毒的水平 | 实际的海 | 有毒的水平 | 类型的联合效应 | 病理学 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 单独 | 措 |
20.0 |
高 |
NA |
NA |
NA |
肥大,EGL,开发部,西格里碳素集团,ANS,坏死 |
|
|
|||||||
| 1:1 | 措+ SiO |
26.0 |
高 |
14.0 |
温和的 |
敌对的 |
肥大,EGL, OD EPL, ANS, N, TDL |
|
|
|||||||
| 2:1 | 措+ SiO |
26.0 |
高 |
6.0 |
低 |
敌对的 |
呃,坏死 |
|
|
|||||||
| 1:2 | 措+ SiO |
26.0 |
高 |
14.0 |
温和的 |
敌对的 |
呃,水肿 |
|
|
|||||||
| 1:1:1 | 措+ SiO +基地2O3 | 30或26 | 高 | 12.0 | 低 | 敌对的 | EGL, SSGL |
有毒水平:海:
鱼的主要变化在急性和慢性接触NPs及其大部分是层状上皮细胞的形态学变化。二次薄板的上皮细胞层变得与表面积减少水肿,导致窒息。这种变化也可能表明急性炎症由于上皮钠泵的失败
此外,层状上皮的结构变化引起气体的体积变化、离子交换(
如果联合曝光的影响大部分措与另一大部分金属盐的比率(1:1)的个体效应,那么措+ SiO和措+的海2O3应该是26.0和30.0,分别。措的实际影响+ SiO和措+2O3海:分别为14.0和32.0。措+ SiO的吉尔改变包括中等频率的肥大(HPT),侵蚀鳃瓣(EGL)和鳃上皮起重(EPL)。措的吉尔改变+2O3包括中等频率的水肿(OD)动脉瘤(ANS),总伤害吉尔薄板(TDL),坏死(N)。这意味着SiO和艾尔的联合行动2O3措了低毒性作用,与单一的高毒性试验;这也表明,大部分SiO和体积2O3是对手。
增加浓度的混合物(措措+ SiO措+基地2O3)比2比1没有区别的毒性水平。措的实际影响+ SiO和措+2O3海:分别为6.0和6.0。吉尔的改变包括低频鳃上皮增生(呃),肥大,坏死(N)。
增加SiO的浓度和艾尔2O3混合物(措+ SiO措+基地2O3)比1到2的毒性水平没有区别2O3。措+的实际影响2O3海:8.0。有中等毒性SiO海为14.0。吉尔的改变包括中等频率的上皮增生(EH)和水肿(OD)。
混合物的三个批量金属盐(SiO,艾尔2O3,措)比1:1:1生产低毒性作用(海,12.0)相比,除了个人的影响,认为是海:26 - 30。鳃上皮起重(EPL)频率较低,缩短二级鳃瓣(SSGL)。
动脉瘤是一种常见的变更。这是吉尔肿胀的血管组织,这可能扰乱血流量(
的共同行动2O3和措SiO产生低毒性作用,与单一的高毒性试验;这也表明,艾尔2O3和措是对手。同样,在大多数金属氧化物(SiO,艾尔2O3和错),措是最有害的。SiO和艾尔的联合行动2O3措了低毒性作用,与高毒性的单一曝光。大部分SiO和体积2O3对抗措的影响在鱼鳃。需要适当的文档的生态影响在水生环境中纳米颗粒。
所有数据已经提供的手稿。任何进一步的数据,可能需要相应的作者联系。
作者宣称没有利益冲突。
表4 - 7列表数据用于计算和估算结果总结在表