中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所多學(xué)科研究中心張智勇課題組和上海光源軟X射線譜學(xué)顯微課題組合作,利用軟X射線顯微成像技術(shù)研究了納米二氧化鈰的生物轉(zhuǎn)化,發(fā)現(xiàn)該納米材料能夠在黃瓜根表面和細(xì)胞間隙形成磷酸鈰納米簇。該項(xiàng)研究成果已于2012年10月25日在線發(fā)表在納米科學(xué)研究領(lǐng)域的權(quán)威雜志ACS Nano上。(Biotransformation of Ceria Nanoparticles in Cucumber Plants. ACS Nano, 2012,DOI: 10.1021/nn303543n)。
納米二氧化鈰是應(yīng)用最廣泛的納米材料之一,在生物、環(huán)境條件下性質(zhì)穩(wěn)定,常被作為不解離納米材料的代表用于納米材料的環(huán)境行為與毒理學(xué)研究。研究人員發(fā)現(xiàn)在水培條件下,納米二氧化鈰與黃瓜植株作用21天后,根表面和根細(xì)胞間隙出現(xiàn)大量針狀納米簇,該結(jié)構(gòu)完全不同于原始添加的納米材料。他們利用上海光源同步輻射軟X射線顯微技術(shù)確認(rèn)了這些針狀納米簇的化學(xué)組成為磷酸鈰,證實(shí)了納米二氧化鈰發(fā)生了轉(zhuǎn)化。這是首次發(fā)現(xiàn)并證明納米二氧化鈰能夠在生物體系中轉(zhuǎn)化,為評(píng)價(jià)納米二氧化鈰的生態(tài)毒理提供了重要信息,也提示該材料作為不解離納米材料的典型代表需要被重新審視,同時(shí)拓展了同步輻射軟X射線顯微成像技術(shù)在納米毒理學(xué)研究中的應(yīng)用。

圖A-D:納米材料在根表面的沉積。TEM(A);Ce雙能吸收襯度成像(B);
由堆棧結(jié)果得到Ce化學(xué)組成成像(C);由堆棧結(jié)果得到的各化學(xué)組成的吸收譜圖(D)。
圖E-H:納米材料在根細(xì)胞間隙的沉積。TEM(E);Ce雙能吸收襯度成像(F);
由堆棧結(jié)果得到Ce化學(xué)組成成像(G);由堆棧結(jié)果得到的各化學(xué)組成的吸收譜圖(H)。
(上海光源信息員汪蕾提供)