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植物作为生态系统的重要组成部分,是纳米微粒进入食物链并在生物体内积累的基本途径。近年来,纳米微粒的生物效应也引起了人们的广泛关注。
中山大学地球科学与工程学院曹建劲教授团队在自然环境中生长的植物体内发现了纳米金微粒,并揭示了纳米金微粒的来源以及从环境中吸收的方式。
他们选择了广东省两种代表性植物——小飞蓬(Erigeron canadensis)和苎麻(Boehmeria nivea)作为研究对象,采集其茎部组织切片放置在Ni-C网格上,利用场发射透射电子显微镜 (TEM)进行观察,结果表明,这些植物体内含有纳米金微粒,其直径为5-50 nm,呈椭圆形、球形和骨杆等形状。
“在植物中,金以超微量元素的形式存在,对于植物的生长来说是非必需的元素。这些植物中发现的纳米金微粒很可能是通过富集积累而来的”,曹建劲表示。
小飞蓬中纳米金微粒直径约为20-50纳米,呈不规则形态,为结晶质。在苎麻中发现的纳米金微粒呈圆形、椭圆形或骨棒形状,边缘光滑,微粒大小为5-15纳米(图1)。与小飞蓬中发现的纳米金微粒相比,苎麻中发现的这些纳米金微粒更丰富,形状更规则。
图1 苎麻中纳米金微粒
“地壳中金的含量非常低,并且在采样区没有发现金属矿床,所以我们推测这些纳米金微粒的来源是附近使用金的电镀厂”,曹建劲解释道,纳米粒子的大多数特征与人造粒子的特征相匹配,说明其不是天然存在的纳米粒子。
纳米金微粒分布在植物微管周围而非内部,因此研究人员认为,金微粒是直接通过植物的气孔被吸收,表明植物中的纳米金微粒可以从土壤、水或空气中积累。
“在天然植物组织中发现纳米金微粒具有重要意义,表明我们可以利用新的手段来净化被纳米粒子污染的区域,并且使用植物来富集纳米金微粒”,曹建劲说道。研究人员将进一步研究植物中纳米金微粒的迁移机制、储存位置和生长模式,并验证不同植物对污染地区纳米金微粒的吸收能力。
这项研究(Discovery of nano‑sized gold particles in natural plant tissues)发表在期刊Environmental Chemistry Letters(2023年SCI影响因子:15.7)上,Environmental Chemistry Letters由Springer出版,范围涵盖地质学、化学、物理学和生物学的交叉领域,要求发表的文章对自然和工程环境的研究非常重要。Discovery of nano‑sized gold particles in natural plant tissues被发表刊物评为“Outstanding articles”,美国科学促进会主办的全球科技新闻服务网站EurekAlert,以及PhysOrg、Spring、AsiaResearchNews、BrightSurf、EnvironmentGuru、HeraldMatters、ScienceDaily、LaboratoryEquipment、中山大学英文版网站等23家国内外媒体报道了该论文。
第一作者:罗小恩,中山大学地球科学与工程学院硕士研究生。
通讯作者:曹建劲,中山大学地球科学与工程学院教授,主要从事微粒找矿技术,以及微粒形成、迁移和分布研究。2003年,首次在隐伏矿体上方地表介质中发现含金属微粒,发明微粒找矿技术,即用微粒的种类、大小、形状、结构、化学成分、聚合关系、超微观生物效应等探测隐伏矿体技术,已建立各种介质采样、制样、测试、微粒特征分析、异常微粒判别、隐伏矿体特征探测等一系列技术,获得《一种水微粒地球化学找矿方法及其应用》等8项关于微粒找矿的国家发明专利授权,发表论文146篇。
原文信息: Xiaoen Luo & Jianjin Cao. Discovery of nano‑sized gold particles in natural plant tissues. Environmental Chemistry Letters, 2018, 16: 1441–1448.
原文链接:https://doi.org/10.1007/s10311-018-0749-0
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GMT+8, 2024-11-24 06:54
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