碳纳米材料:幼虫可食,成虫涂覆有害

巴克球和其他纳米碳颗粒似乎可以作为果蝇幼虫的食物,但当成虫涂覆上极微量的这些物质时,某些种类对成虫是致命的

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一只果蝇走进试管,被碳黑覆盖,失去了爬行的能力。 听起来像是某些糟糕的科学笑话的开场白? 不,这是一个针对碳纳米颗粒的初步安全测试的前提。

纳米技术——无论是多壁碳纳米管、巴克球还是纳米尺寸的银颗粒——才刚刚开始进入日常产品。 但是,为了避免石棉到双酚 A (BPA) 等引入材料所困扰的事后坏消息,科学家们正在先发制人地测试以十亿分之一米或更小的尺度工程化的微小分子甚至原子的潜在不良影响。

因此,布朗大学的生物学家大卫·兰德和他的同事着手研究四种类型的碳纳米颗粒——巴克球(富勒烯 C60)、碳黑以及单壁和多壁碳纳米管——对果蝇幼虫和成虫(黑腹果蝇)的影响。

通过将不同的碳纳米颗粒混合到果蝇食物中——足够小,可以被宽度仅为 50 微米的幼虫嘴摄入——科学家们投放了高达每克食物 1,000 微克的剂量,而对幼虫昆虫没有任何不良影响。 一些碳纳米颗粒最终使随后的成年果蝇的部分区域变色(见图片),证明它们被大量摄入但没有不良影响,而且这些成虫反过来也能够正常繁殖。

但是碳黑和单壁纳米管对暴露于粉末状的精细纳米颗粒层的试管中的成年果蝇并不那么友好。 这些纳米颗粒迅速吞没了果蝇,并且无法通过正常的梳理行为清除掉,在六小时内杀死了它们。 这些超细纳米颗粒也使果蝇不可能爬上试管壁——这是普通果蝇的必备能力——科学家推测,这可能是通过阻止或干扰使其能够完成这项壮举的足垫或液体来实现的。

此外,暴露于较低剂量但未杀死它们的果蝇将微小颗粒传播到相邻的未受污染的试管,甚至传播到其他果蝇。“这种运输和再沉积可能会使纳米颗粒与可能原本不会暴露的人类或环境受体接触,”研究人员在即将于 8 月 15 日出版的环境科学与技术中写道。“在这些情况下,我们预计纳米颗粒与昆虫的粘附和运输类似于苍蝇传播微生物 [苍蝇] 充当疾病媒介。”

目前尚不清楚这种人类暴露的影响可能是什么,尽管一些研究表明,呼吸某些纳米颗粒可能具有类似于石棉的健康影响,石棉是一种致癌物。 如果是这样,请提防携带纳米管的苍蝇。

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