祝贺张强强的文章在NanoImpact发表

科学   2024-09-03 10:00   重庆  



  近日,课题组在王海芳教授指导下取得的研究成果“Toxicity and decomposition activity inhibition of VO2micro/nanoparticles to white rot fungus Phanerochaete chrysosporium”被中科院三区SCI期刊《NanoImpact》(IF = 4.7)接收(研究生张强强为第一作者)。











二氧化钒(VO2)是一种在68 ℃的临界温度下发生金属-绝缘体相变并伴随着高温金属相至低温绝缘体相的可逆结构转变的无机相变材料。这种转变伴随着电学、光学和其他性质的变化,使VO2成为一类可用于如电池、超级电容器、开关器件、传感器和热成像等领域的有前景的材料。另外,VO2可以根据环境温度智能控制透射光的强度,因此被认为是热致变色智能窗户和智能涂层材料的首选材料。最近,VO2材料被用于设计神经形态模拟生物神经元行为的人工神经元等设备,纳米级VO2也被用于可穿戴电子产品和人工智能。显然,VO2已经渗透到我们生活的方方面面,在其制造、使用和处置过程中,可能会通过不同的途径释放到环境中。进入环境后,VO2将不可避免地与生物体相互作用,引发一系列未知的生物学后果。作为一个研究纳米材料生物相互作用的典型模型生物,白腐真菌Phanerochaete chrysosporium通过分泌降解酶,如漆酶(Lac)、锰过氧化物酶(MnP)和木质素分解酶,能有效地将木质素彻底分解为H2OCO2,在碳循环中起着关键作用。因此,研究白腐真菌对VO2的响应以反映VO2对环境的影响,可为评价VO2的环境安全性提供有价值的信息。
本论文全面地评估了纳米S-VO2和微米M-VO2两种商用VO2颗粒对P. chrysosporium的毒性。高浓度(100-200 μg/mL)VO2颗粒,特别是较小的S-VO2颗粒,对P. chrysosporium的生长和分解活性具有显著的毒性作用。同时,高浓度的VO2抑制真菌纤维菌丝的形成,破坏真菌细胞的完整性,表现为细胞膜损伤和细胞质损失。在200 μg/mL的浓度下,S-VO2完全改变了P. chrysosporium的形态,而M-VO2P. chrysosporium菌丝的形成没有影响。此外,VO2颗粒抑制了P. chrysosporium分泌的漆酶活性,从而阻止了P. chrysosporium对染料的脱色和木屑的分解。值得注意的是,S-VO2M-VO2释放更多的钒离子和诱导更严重的氧化应激被认为是S-VO2生物毒性的主要原因。上述研究结果表明,二氧化氧纳米颗粒对白腐真菌具有显著的环境危害和风险。在未来的应用中,VO2应被不溶性物质包裹,以避免V离子的释放,减少对环境的危害。


图. VO2对活性艳红X-3B的脱色作用,(a) S-VO2; (b) M-VO2;暴露7 d后释放的钒离子对P. chrysosporium生长和活性的影响,(c)鲜重和干重,(d) LacMnP活性。*与对照组比较p < 0.05

点击名片  关注我们

↓ ↓ ↓


   如有合作意向,请联系我们:  

邮箱:yangst@swun.edu.cn

地址:

点击“阅读原文”了解本组更多科研成果

环境纳米生物效应研究组
环境纳米生物效应研究组的最新进展
 最新文章