Suppr超能文献

利用同步加速器验证 TiO2 在黄瓜果实中的积累:TiO2 纳米颗粒从土壤转移到食物链中的可能途径。

Synchrotron verification of TiO2 accumulation in cucumber fruit: a possible pathway of TiO2 nanoparticle transfer from soil into the food chain.

机构信息

Department of Chemistry, The University of Texas at El Paso , 500 W. University Avenue, El Paso, Texas 79968, United States.

出版信息

Environ Sci Technol. 2013 Oct 15;47(20):11592-8. doi: 10.1021/es403368j. Epub 2013 Sep 27.

Abstract

The transfer of nanoparticles (NPs) into the food chain through edible plants is of great concern. Cucumis sativus L. is a freshly consumed garden vegetable that could be in contact with NPs through biosolids and direct agrichemical application. In this research, cucumber plants were cultivated for 150 days in sandy loam soil treated with 0 to 750 mg TiO2 NPs kg(-1). Fruits were analyzed using synchrotron μ-XRF and μ-XANES, ICP-OES, and biochemical assays. Results showed that catalase in leaves increased (U mg(-1) protein) from 58.8 in control to 78.8 in 750 mg kg(-1) treatment; while ascorbate peroxidase decreased from 21.9 to 14.1 in 500 mg kg(-1) treatment. Moreover, total chlorophyll content in leaves increased in the 750 mg kg(-1) treatment. Compared to control, FTIR spectra of fruit from TiO2 NP treated plants showed significant differences (p ≤ 0.05) in band areas of amide, lignin, and carbohydrates, suggesting macromolecule modification of cucumber fruit. In addition, compared with control, plants treated with 500 mg kg(-1) had 35% more potassium and 34% more phosphorus. For the first time, μ-XRF and μ-XANES showed root-to-fruit translocation of TiO2 in cucumber without biotransformation. This suggests TiO2 could be introduced into the food chain with unknown consequences.

摘要

纳米颗粒(NPs)通过可食用植物转移到食物链中是一个令人关注的问题。黄瓜是一种新鲜食用的园艺蔬菜,可能通过生物污泥和直接农用化学品应用与 NPs 接触。在这项研究中,黄瓜植物在含有 0 至 750 mg TiO2 NPs kg(-1) 的沙壤土中栽培了 150 天。使用同步加速器 μ-XRF 和 μ-XANES、ICP-OES 和生化分析方法对果实进行了分析。结果表明,叶片中的过氧化氢酶(U mg(-1) 蛋白)从对照中的 58.8 增加到 750 mg kg(-1) 处理中的 78.8;而在 500 mg kg(-1) 处理中,抗坏血酸过氧化物酶从 21.9 减少到 14.1。此外,叶片中的总叶绿素含量在 750 mg kg(-1) 处理中增加。与对照相比,TiO2 NP 处理植物果实的 FTIR 光谱在酰胺、木质素和碳水化合物的带面积上显示出显著差异(p ≤ 0.05),表明黄瓜果实的大分子修饰。此外,与对照相比,用 500 mg kg(-1) 处理的植物钾含量增加了 35%,磷含量增加了 34%。首次使用 μ-XRF 和 μ-XANES 显示了 TiO2 在黄瓜中的根到果实的转运,而没有生物转化。这表明 TiO2 可能以未知的后果被引入食物链。

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