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《中國海洋大學(xué)》 2015年

石墨烯材料對(duì)淡水藻（蛋白核小球藻）的毒性

曹雪松  

【摘要】：石墨烯材料因其良好的電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)等特性,被廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料、生物醫(yī)藥、傳感器等領(lǐng)域。隨著石墨烯材料的大量生產(chǎn)和廣泛使用,使得石墨烯材料不可避免的被釋放到水體中,進(jìn)而對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)帶來潛在危害。大量報(bào)道表明右墨烯材料能夠?qū)?xì)菌、小鼠及人體細(xì)胞產(chǎn)生毒性,但是關(guān)于石墨烯材料對(duì)水生植物的毒性效應(yīng)研究較少,尤其是致毒機(jī)理目前尚不明確。本研究選取蛋白核小球藻(Chlorella sp)作為受試細(xì)胞,系統(tǒng)地研究了氧化石墨烯(GO)、還原型氧化石墨烯(rGO)、多層石墨烯(G)等三種石墨烯材料對(duì)水生植物的毒性效應(yīng)及其制毒機(jī)制。本研究的主要研究結(jié)果如下：(1)隨著暴露時(shí)間及暴露濃度的增加,三種石墨烯材料對(duì)蛋白核小球藻生長(zhǎng)的抑制率也逐漸增加。rGO GO和G在96 h時(shí)對(duì)蛋白核小球藻的半數(shù)效應(yīng)濃度(EC50)分別為34.04、37.35、62.23 mg/L。(2)GO能夠?qū)Φ鞍缀诵∏蛟瀹a(chǎn)生遮蔽效應(yīng),從而抑制藻細(xì)胞的生長(zhǎng),rGO和G對(duì)藻細(xì)胞沒有顯著的遮蔽效應(yīng)。GO產(chǎn)生遮蔽效應(yīng)的主要?dú)w因于其良好的懸浮性,rGO和G因其本身的疏水性,在藻細(xì)胞培養(yǎng)液中能夠發(fā)生團(tuán)聚,而未產(chǎn)生遮蔽效應(yīng)。GO遮蔽效應(yīng)對(duì)藻細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制是其總毒性的17%。(3)石墨烯材料能夠吸附藻細(xì)胞培養(yǎng)液中的營(yíng)養(yǎng)元素(N、P、Ca、Mg),從而造成藻細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)液營(yíng)養(yǎng)匱乏,抑制藻細(xì)胞生長(zhǎng)。GO、rGO、G導(dǎo)致養(yǎng)分耗竭對(duì)藻細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制分別是它們總毒性的53%、35%和27%。(4)石墨烯材料能夠?qū)е略寮?xì)胞胞內(nèi)活性氧自由基(ROS)總量大幅度升高,并產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化,導(dǎo)致細(xì)胞膜損傷；石墨烯材料也能夠通過物理損傷的方式破壞藻細(xì)胞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X171.5
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

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