赵佳玥, 张道勇, 潘响亮*

1.中国科学院新疆生态与地理研究所， 新疆干旱区环境污染与生态修复重点实验室， 新疆 乌鲁木齐 830011 2.浙江工业大学环境学院， 浙江 杭州 310014 3.中国科学院大学， 北京 100049

微米级核壳量子点团聚体在生物膜中的扩散与溶解及其毒性

赵佳玥1,3, 张道勇1,2, 潘响亮1,2*

1.中国科学院新疆生态与地理研究所， 新疆干旱区环境污染与生态修复重点实验室， 新疆 乌鲁木齐 830011 2.浙江工业大学环境学院， 浙江 杭州 310014 3.中国科学院大学， 北京 100049

包括量子点在内的人工纳米颗粒是近年来突出的环境污染物，为确定其在生物膜中的扩散过程和特征，应用TIRF(全内反射荧光)、FRAP(荧光漂白后恢复)等技术，研究了CdTeCdSZnS核壳式量子的微米级的团聚体在细菌Comamonastestoteroni生物膜表面的吸附动力学、生物膜内部的扩散及其在生物膜中的溶解和毒性. 结果表明：通过TIRF技术观察到生物膜可快速吸附>1 μm的CdTeCdSZnS核壳式量子点团聚体，而且通过CLSM(激光扫描共聚焦荧光显微镜)进行深度扫描发现，量子点团聚体吸附到生物膜表面后可以进一步扩散到生物膜深层，在25 min内可穿透45 μm的生物膜，并在生物膜中随深度呈线性分布特征. FRAP分析表明，量子点团聚体被生物膜固定后还具有较强的移动性，漂白区的荧光强度在5 min可恢复30%. 量子点团聚体在生物膜中会溶解产生Cd2+、Zn2+等重金属离子，从而对生物膜产生毒性并杀死细菌. 研究显示，虽然纳米颗粒进入环境中会形成微米级的团聚体，但依然可以进入生物膜，对水生微生物生态系统产生危害. TIRF、CLSM和FRAP技术是研究纳米颗粒物在生物膜表面吸附和内部扩散动力学的有效工具.