Only Perception: 研究：奈米碳管危及某些原生動物的功能

2008-06-20

研究：奈米碳管危及某些原生動物的功能

Carbon Nanotubes Compromise the Functions of Certain Protozoa, Study Shows
http://www.physorg.com/news132996964.html

June 18, 2008
By Laura Mgrdichian

一項由加拿大 Waterloo 大學研究者所完成的新研究暗示奈米碳管對微生物來也許具有毒性。當某種關鍵原生動物（protozoan，一種單細胞生物）的培養暴露在奈米管下，它們攝取與消化細菌的能力受到阻礙。

所研究的原生動物，嗜熱四膜蟲（Tetrahymena thermophila），生活在水中，利用許多類似手臂的纖毛推進它自己。它所屬的群組，「攝食單細胞生物（grazing protists）」，在生態意義上相當重要，因為它們在許多層次上活躍於水中生態。

嗜熱四膜蟲透過攝取與消化細菌來協助管理微生物的族群。它在廢水處理中也是種重要的生物，而且是一種已處理廢水的品質指標。由於這些因素，它經常為生態毒物學家（ecotoxicologists）所研究。

當 Waterloo 大學小組將嗜熱四膜蟲暴露於單壁奈米碳管（SWNTs）時，研究者發現，這種原生動物最初不自然地形成一團，接著開始一視同仁地攝取單壁奈米碳管與細菌。其中一種麻煩效應是（如果這樣的暴露發生在野外），奈米管可能會提升食物鏈（的層級）。這可能有無法形容的生態影響。

"研究奈米粒子對於健康與環境上的衝擊，這裡有迫切的需要，" Xiaowu (Shirley) Tang 說，該研究的通訊作者。Tang 是 Waterloo 大學化學系的助教授。"雖然攝食單細胞生物對於環境與公共衛生的重要性眾所皆知，不過將這樣的生物暴露在奈米碳管下的研究卻只能找到少數幾篇。"

缺乏奈米碳管對於微生物影響的研究，部份的原因在於科學家一般相信奈米管不溶於水。然而，至少有一項最近的研究挑戰了這個信念。

將那項研究放在心上，Tang 與她的同事將嗜熱四膜蟲培養暴露在濃度不同的奈米管溶液中，利用攝影顯微鏡觀察它們三天。除了明白顯示原生動物會攝取奈米管之外，錄影還揭露，在對照組仍然健康的同時，暴露於奈米管的培養卻依照濃度展現出不同的負面反應。這些範圍從減少移動性到死亡都有，而最普遍的效應是細胞聚集成團。

"我們希望我們的研究將刺激一系列研究，使我們更了解奈米材料在不同生物上的效應，尤其對單細胞生物，那在生態學上很重要，" Tang 說。

研究者確實注意到嗜熱四膜蟲攝入奈米管後的一項正面效應，製造授控制的暴露對於廢水處理頗有用處：這種原生動物會釋出額外的「滲出液（exudates）」，這種液體富含蛋白質與細胞碎片，那協助廢水中的雜質凝固。這接著能使這種原生動物成為更有效率的水清潔者。

※ 相關報導：

＊ Impact of carbon nanotubes on the ingestion and digestion of bacteria by ciliated protozoa
http://www.nature.com/nnano/journal/v3/n6/abs/nnano.2008.109.html

Parnian Ghafari, Christine H. St-Denis, Mary E. Power, Xu Jin,
Veronica Tsou, Himadri S. Mandal, Niels C. Bols &
Xiaowu (Shirley) Tang
Nature Nanotechnology 3, 347 - 351 (2008)
doi: 10.1038/nnano.2008.109