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1、书 书 书 第 卷 第 期 年 月 环 境 化 学 ， 年 月 日 收 稿 通 讯 联 系 人 ， ： （ ） ； ： 斑 马 鱼 在 纳 米 金 属 及 金 属 氧 化 物 毒 性 研 究 中 的 应 用 贾 俊 彩 王 锋 余 济 美 （ 香 港 中 文 大 学 化 学 系 ， 香 港 新 界 沙 田 ） 摘 要 纳 米 金 属 及 金 属 氧 化 物 材 料 在 催 化 、 涂 料 、 电 子 、 机 械 和 生 物 医 学 领 域 大 量 生 产 和 应 用 ， 因 此 ， 对 纳 米 金 属 材 料 及 其 氧 化 物 可 能 给 环 境 以 及 人 体 健 康 带 来 的 潜 在
2、影 响 和 风 险 需 要 有 足 够 的 认 识 本 文 就 近 年 来 纳 米 金 属 及 金 属 氧 化 物 对 斑 马 鱼 毒 性 的 研 究 进 展 进 行 综 述 ， 为 人 们 进 一 步 认 识 和 更 好 地 应 用 纳 米 材 料 奠 定 基 础 关 键 词 纳 米 颗 粒 ， 金 属 ， 金 属 氧 化 物 ， 斑 马 鱼 ， 毒 性 随 着 纳 米 技 术 的 迅 速 发 展 ， 具 有 独 特 物 理 化 学 性 质 的 纳 米 金 属 及 金 属 氧 化 物 ， 如 纳 米 金 、 纳 米 银 、 纳 米 铜 、 纳 米 镍 及 纳 米 氧 化 物 （ ， ， ，
3、） 等 ， 在 催 化 、 涂 料 、 电 子 、 机 械 和 生 物 医 学 领 域 大 量 生 产 和 应 用 ， 与 此 同 时 其 对 环 境 以 及 人 体 健 康 的 潜 在 影 响 和 风 险 也 引 起 各 方 面 的 广 泛 关 注 纳 米 材 料 可 通 过 直 接 排 放 、 废 弃 物 排 放 、 常 规 使 用 等 多 种 途 径 进 入 水 环 境 ， 在 水 体 有 机 质 的 作 用 下 具 有 较 好 的 分 散 性 和 稳 定 性 ， 进 入 水 环 境 的 纳 米 颗 粒 可 通 过 食 物 链 在 鱼 类 等 水 生 生 物 体 内 富 集 并 最 终
4、进 入 人 体 ， 对 人 体 健 康 构 成 威 胁 因 此 ， 研 究 纳 米 颗 粒 对 水 生 生 物 的 毒 性 效 应 非 常 必 要 近 年 来 ， 斑 马 鱼 的 胚 胎 毒 性 试 验 逐 步 成 为 生 态 毒 理 学 研 究 的 一 种 重 要 方 法 ， 也 是 各 国 标 准 组 织 认 可 的 测 定 单 一 化 学 品 毒 性 的 标 准 方 法 之 一 ， 其 优 势 主 要 表 现 为 ： 其 基 因 与 人 类 基 因 的 相 似 度 很 高 ， 这 意 味 着 在 其 身 上 做 药 物 试 验 所 得 到 的 结 果 在 多 数 情 况 下 也 适 用
5、于 人 体 因 此 受 到 广 泛 重 视 其 次 ， 斑 马 鱼 的 胚 胎 透 明 ， 这 使 得 研 究 者 很 容 易 观 察 到 药 物 对 其 体 内 器 官 的 影 响 ， 比 如 原 肠 期 的 细 胞 运 动 、 脑 区 形 成 、 心 跳 及 血 液 循 环 等 胚 胎 发 育 事 件 此 外 ， 雌 性 斑 马 鱼 产 卵 量 多 ， 胚 胎 发 育 成 形 快 ， 因 此 可 以 在 同 一 代 鱼 身 上 进 行 不 同 的 试 验 ， 进 而 研 究 病 理 演 化 过 程 并 找 到 病 因 而 且 斑 马 鱼 具 有 常 年 产 卵 ， 胎 体 透 明 ， 易
6、于 观 察 ， 成 本 较 低 ， 可 重 复 性 好 和 灵 敏 度 高 等 优 点 因 此 斑 马 鱼 成 为 研 究 纳 米 材 料 毒 性 较 好 的 动 物 模 型 ， 如 研 究 碳 纳 米 材 料 ， 富 勒 烯 、 碳 纳 米 管 等 的 生 态 毒 理 效 应 ， 并 且 成 为 各 国 标 准 化 组 织 制 订 的 标 准 试 验 动 物 本 文 综 述 了 各 种 金 属 纳 米 颗 粒 （ 纳 米 金 ， 纳 米 银 ， 纳 米 铜 ， 纳 米 镍 ， 铁 镍 合 金 等 ） 以 及 纳 米 金 属 氧 化 物 （ ， ， ， ） 对 斑 马 鱼 生 长 的 影 响
7、斑 马 鱼 胚 胎 发 育 及 毒 性 测 试 技 术 纳 米 材 料 的 毒 性 检 测 要 依 赖 于 实 验 动 物 ， 只 有 通 过 科 学 的 动 物 实 验 ， 才 能 认 清 问 题 所 在 ， 并 提 出 相 应 的 解 决 方 案 一 般 来 说 ， 实 验 动 物 主 要 包 括 大 鼠 、 小 鼠 、 家 兔 等 和 传 统 的 实 验 动 物 相 比 ， 斑 马 鱼 具 有 繁 殖 能 力 强 、 胚 胎 透 明 、 基 因 与 人 类 基 因 相 似 性 高 等 优 点 ， 还 具 有 个 体 小 、 发 育 速 度 快 、 小 规 模 饲 养 技 术 简 单 以
8、及 毒 性 测 试 方 法 简 单 易 行 等 优 点 ， 因 而 广 泛 应 用 于 胚 胎 学 、 发 育 生 物 学 、 毒 理 学 、 分 子 生 物 学 等 研 究 ， 具 有 很 高 的 科 研 价 值 和 广 泛 的 应 用 前 景 斑 马 鱼 生 活 习 性 温 和 、 人 工 繁 殖 简 单 将 新 鲜 自 来 水 放 置 或 经 曝 气 后 的 蒸 馏 水 注 入 斑 马 鱼 产 卵 箱 内 ， 于 晚 间 将 雌 雄 鱼 按 的 比 例 放 入 产 卵 箱 中 产 卵 箱 内 温 度 控 制 在 一 般 于 次 日 早 上 开 始 产 卵 ， 大 约 产 卵 完 毕 通
9、常 每 条 斑 马 鱼 每 能 够 产 卵 只 其 生 长 速 度 很 快 ， 从 产 卵 到 完 全 孵 化 时 间 一 般 只 需 （ ） ， 斑 马 鱼 胚 胎 发 育 过 程 如 图 所 示 孵 化 时 温 度 控 制 在 左 右 孵 化 完 成 后 ， 鱼 苗 会 附 着 在 箱 壁 上 内 不 动 当 鱼 苗 能 自 由 游 动 时 ， 用 原 生 动 物 或 特 制 的 小 颗 粒 鱼 食 喂 饲 周 后 ， 用 新 孵 化 的 丰 年 虫 无 节 幼 体 喂 鱼 苗 ， 一 个 月 后 转 移 到 容 积 两 百 升 的 水 族 箱 内 ， 喂 以 活 的 或 特 制 的 饲
10、环 境 化 学 卷 料 ， 个 月 后 ， 鱼 性 成 熟 ， 体 长 达 左 右 毒 性 测 试 方 法 实 验 前 ， 于 晚 间 将 鱼 卵 收 集 器 放 入 鱼 缸 内 ， 实 验 当 天 早 上 给 光 ， 使 雌 雄 鱼 交 配 和 产 卵 ， 后 将 鱼 卵 用 虹 吸 管 小 心 取 出 ， 用 培 养 液 清 洗 鱼 卵 以 除 去 粪 便 等 杂 物 ， 洗 净 的 鱼 卵 用 于 暴 露 实 验 实 验 于 六 孔 细 胞 培 养 板 中 进 行 选 用 几 个 浓 度 梯 度 进 行 暴 露 实 验 ， 并 以 为 对 照 组 每 个 浓 度 梯 度 设 置 个 重
11、复 ， 每 个 重 复 梯 度 组 中 放 养 枚 受 精 卵 实 验 期 间 每 隔 更 换 一 半 染 毒 液 ， 同 时 挑 选 出 死 亡 个 体 水 温 保 持 在 （ ） 左 右 ， 光 照 黑 暗 周 期 控 制 在 为 避 免 水 质 不 均 对 试 验 造 成 误 差 ， 斑 马 鱼 胚 胎 整 个 实 验 过 程 中 的 试 验 用 水 ， 包 括 稀 释 水 和 清 洁 用 水 ， 均 为 统 一 配 制 、 充 分 氧 气 饱 和 、 温 度 保 持 （ ） 的 重 组 水 ， 参 考 和 推 荐 的 方 法 染 毒 液 用 前 使 用 超 声 波 处 理 ， 使 其
12、最 大 限 度 地 分 散 在 溶 剂 中 在 受 精 后 不 同 时 间 段 （ 、 、 、 、 、 、 、 ） 观 察 斑 马 鱼 胚 胎 的 发 育 变 化 ， 并 统 计 各 实 验 组 斑 马 鱼 胚 胎 死 亡 数 、 孵 化 数 以 及 观 察 各 种 发 育 缺 陷 情 况 ， 包 括 脊 柱 弯 曲 、 围 心 囊 水 肿 、 卵 黄 囊 吸 收 延 迟 、 尾 巴 弯 曲 等 ， 如 图 所 示 图 斑 马 鱼 胚 胎 发 育 过 程 （ ） 图 斑 马 鱼 胚 胎 发 育 畸 形 现 象 （ ： 正 常 幼 鱼 ； ： 畸 形 幼 鱼 ， 箭 头 指 示 畸 形 缩 写 如 下 ： ， 脊 柱 弯 曲 ； ， 下 颚 畸 形 ； ， 卵 黄 不 透 明 ； ， 围 心 囊 水 肿 ； ， 短 体 长 ； ， 小 头 部 ； ， 尾 巴 畸 形 ； ， 卵 黄 吸 收 延 迟 ） （ ： ； ： ；
