陸 浩 孔祥云 侍崇敬 徐冰潔 張文超 秦粉菊 劉恒蔚 袁紅霞

（蘇州科技大學(xué)，蘇州，215009）

納米銀（AgNPs）由于優(yōu)良的物理、化學(xué)和生物特性，被廣泛應(yīng)用到航空、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域，是目前使用量最多的納米材料.其產(chǎn)量巨大，據(jù)估計(jì)目前全球AgNPs年產(chǎn)量在500—1000 t 之間[1].隨著AgNPs 產(chǎn)品的大量使用，其在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用及后期處理中不可避免地會(huì)流入環(huán)境中，導(dǎo)致環(huán)境中AgNPs 含量不斷增加[2].現(xiàn)有分析技術(shù)還很難檢測(cè)AgNPs 在環(huán)境中的真實(shí)濃度，Giese 通過建模估算了AgNPs 流入到不同環(huán)境中的范圍值（表1）[1]，發(fā)現(xiàn)AgNPs 含量在環(huán)境中不斷增加.土壤和水體是AgNPs 匯集的主要場(chǎng)所[3?4].Sun 等預(yù)計(jì)歐盟污水處理廠污泥中AgNPs 含量在（0.008—0.01）mg·kg?1之間，自然和城市土壤中AgNPs 每年增加量為（0.91—1.8）ng·kg?1[5].Deycard 等報(bào)道污水中可能檢測(cè)出的AgNPs 含量在（6.9±2.0）mg·kg?1[6].環(huán)境中的AgNPs 會(huì)通過食物鏈進(jìn)入生物體產(chǎn)生毒害作用，已經(jīng)在許多動(dòng)物體中廣泛研究，包括軟體、甲殼、魚類、鳥類和哺乳類動(dòng)物等.同時(shí)如本文中所討論的AgNPs 理化性質(zhì)、環(huán)境、涂層等因素都會(huì)影響其毒性作用.

表1 AgNPs 在不同環(huán)境中的濃度范圍[1]Table 1 Concentration range of AgNPs in different environments[1]

目前國內(nèi)外文獻(xiàn)關(guān)于AgNPs 毒性的研究進(jìn)展主要從生物種類（如微生物、植物、動(dòng)物等）、生物個(gè)體（如小鼠、斑馬魚、水蚤、昆蟲等）或者特定環(huán)境（如水、土壤等）等角度總結(jié)，其中涉及到對(duì)無脊椎和脊椎動(dòng)物的毒性[7?9].而無脊椎動(dòng)物種類數(shù)占動(dòng)物總種類數(shù)的95%，是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成.由此，AgNPs 的擴(kuò)大生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用更易對(duì)無脊椎動(dòng)物構(gòu)成嚴(yán)重危害.相較于脊椎動(dòng)物，蚯蚓、秀麗隱桿線蟲、貽貝、水蚤等無脊椎動(dòng)物具有生理特征代表性、便于獲取和培養(yǎng)、繁殖周期短、飼養(yǎng)成本低、無倫理限制等特點(diǎn)[10?14]，已被廣泛應(yīng)用于AgNPs 生態(tài)毒性測(cè)試.研究性文獻(xiàn)中因?qū)嶒?yàn)對(duì)象、暴露時(shí)間、毒性指標(biāo)、AgNPs 的理化性質(zhì)、暴露濃度等差異，對(duì)這些研究結(jié)果很難進(jìn)行比較分析，AgNPs 的毒性機(jī)制也仍不清晰.

本文主要從累積效應(yīng)、急性毒性、生長(zhǎng)發(fā)育毒性、組織病癥、生殖毒性、遺傳毒性和回避行為等方面總結(jié)了AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物的影響.除此之外，AgNPs 的理化特性、表面涂層、暴露途徑、環(huán)境[15?18]等因素都可以影響AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物的毒性.從無脊椎動(dòng)物所獲得的AgNPs 毒性效應(yīng)，可用于推測(cè)AgNPs 對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響以及對(duì)脊椎等其他動(dòng)物體可能產(chǎn)生的毒性.但迄今還未見AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物毒性效應(yīng)的研究綜述.本文通過閱讀大量國內(nèi)外文獻(xiàn)，較為系統(tǒng)地總結(jié)了AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物的影響，并對(duì)未來研究方向及重點(diǎn)做了進(jìn)一步展望.

1 AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物的影響（Effects of AgNPs on invertebrates）

1.1 累積效應(yīng)

生物累積是納米材料致毒的前期行為，是對(duì)生物產(chǎn)生危害的一種機(jī)制[19].AgNPs 在環(huán)境和生物之間可以進(jìn)行遷移轉(zhuǎn)化，使其在無脊椎動(dòng)物體內(nèi)的累積作用研究尤為必要[20?21].由于研究所用的受試生物、培養(yǎng)環(huán)境、粒徑、表面涂層、暴露時(shí)間以及濃度不同，很難通過生物累積量來判斷各類無脊椎動(dòng)物對(duì)AgNPs 生物累積能力高低.但可以看出，不同無脊椎動(dòng)物對(duì)AgNPs 都具有一定程度的生物累積能力.通常，消化系統(tǒng)是無脊椎動(dòng)物積累AgNPs 最高的部位.Li 等研究顯示AgNPs 暴露組威廉環(huán)毛蚓體內(nèi)的Ag 主要分布在消化系統(tǒng)，且消化系統(tǒng)中的Ag 含量占整個(gè)威廉環(huán)毛蚓中總Ag 的68.9%，AgNPs在消化系統(tǒng)中的高積累可能是土壤中釋放的高濃度AgNPs 被腸道上皮細(xì)胞吸收所造成，腸粘膜中的一些關(guān)鍵受體（如Na+、K+、ATP 酶）、與腸道及其微生物群落相關(guān)的特定氧化還原和溶質(zhì)條件可能會(huì)促進(jìn)AgNPs 的攝??；此外，Ag 在消化系統(tǒng)中的高積累可能還與無脊椎動(dòng)物的解毒策略有關(guān)，AgNPs 在腸細(xì)胞中可以與金屬硫蛋白（MT）結(jié)合，產(chǎn)生的Ag-MT 復(fù)合物被隔離在溶酶體中，阻礙了AgNPs 向機(jī)體其他部位的轉(zhuǎn)移[22].

Cozzari 等研究表明，沙蠶從水溶性銀中累積Ag 的效率高于AgNPs[23].同樣，Bao 等研究了AgNPs及硝酸銀對(duì)淡水蝸牛不同組織的銀負(fù)荷，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蝸牛從硝酸銀中累積的銀含量高于AgNPs[24].造成這種現(xiàn)象的原因，可能是由于攝取途徑的不同，硝酸銀主要通過質(zhì)子耦合通道、質(zhì)子泵、吞噬和胞飲作用等非特異性攝取途徑大量積累，AgNPs 則主要是通過內(nèi)吞途徑來積累[25]（圖1），并且由于AgNPs 容易聚集并形成生物電暈，也降低了其生物累積量[26].但是Cong 等研究了硝酸銀和AgNPs 對(duì)沙蠶的生物累積，發(fā)現(xiàn)沙蠶對(duì)于兩種形式的銀負(fù)荷沒有差異[27].這表明不同的無脊椎動(dòng)物，對(duì)于兩種形式銀的累積差異，至今仍沒有統(tǒng)一的定論.表2 集中列出了AgNPS 對(duì)無脊椎動(dòng)物的生物累積.

圖1 AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物毒性機(jī)制Fig.1 Toxicity mechanism of AgNPs in invertebrates

表2 AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物的生物累積Table 2 Bioaccumulation of AgNPs in invertebrates

1.2 毒性效應(yīng)

（1）急性毒性和生長(zhǎng)發(fā)育毒性

AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物的急性毒性結(jié)果，可以用來直接快速、直觀的判斷AgNPs 毒性的強(qiáng)弱.急性毒性測(cè)試指標(biāo)主要為半數(shù)有效濃度（50% effect concentration，EC50）和半數(shù)致死濃度（50% lethal concentration，LC50）（表3）.有研究表明，AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物的急性毒性在很大程度上是因?yàn)锳gNPs 顆粒的溶解[38].Ivask 等將大型溞的EC50標(biāo)準(zhǔn)化為溶解的Ag+，發(fā)現(xiàn)AgNPs 的溶解校正EC50值與AgNO3相似，這就表明AgNPs 的急性毒性是由釋放的Ag+引起的，但10 nm 的AgNPs 急性毒性卻高于Ag+，原因可能是由于10 nm 及更小的AgNPs 顆粒與細(xì)胞相互作用后在細(xì)胞外表面或細(xì)胞內(nèi)部溶解，從而更具生物利用度[39].

表3 AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物急性毒性數(shù)據(jù)Table 3 Acute toxicity data of AgNPs to invertebrates

急性毒性試驗(yàn)只是初步了解AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物的毒性高低.在自然環(huán)境中，無脊椎動(dòng)物會(huì)長(zhǎng)期暴露在含有AgNPs 的環(huán)境中.有研究報(bào)道，在長(zhǎng)期接觸下，AgNPs 會(huì)影響無脊椎動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育[40].Zhao 等發(fā)現(xiàn)，AgNPs 可以顯著抑制大型溞的體長(zhǎng)，造成抑制的原因可能是因?yàn)槭澄镔|(zhì)量的下降，水中AgNPs 和藻類在大型溞腸道結(jié)合，導(dǎo)致大型溞對(duì)食物吸收率下降，從而影響大型溞的生長(zhǎng)發(fā)育[41].Mehennaoui 等研究了不同粒徑AgNPs 對(duì)淡水鉤蝦生長(zhǎng)發(fā)育的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)10 nm AgNPs 比60 nm AgNPs 更具有抑制效果，可能因?yàn)樾×降腁gNPs 在動(dòng)物內(nèi)部溶解，并釋放出更有抑制效果的Ag+，研究指出對(duì)于生長(zhǎng)發(fā)育的抑制，可能是因?yàn)榈^蝦甲殼上有關(guān)吸附的感官被破壞；另一種假設(shè)是生物體運(yùn)動(dòng)量的減少，更加有利于防御機(jī)制的能量再分配[30].但AgNPs 并非只對(duì)無脊椎動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生抑制效果，Mackevica 等發(fā)現(xiàn)，大型溞在低濃度（10 μg·L?1）AgNPs 暴露下，反而促進(jìn)了其生長(zhǎng)發(fā)育[42].

（2）組織病癥

組織病癥相較于死亡率和體重的變化對(duì)低水平AgNPs 暴露更敏感[22].有研究發(fā)現(xiàn)，蝸牛經(jīng)AgNPs 食物相暴露14 d 后，其胃腸道、腎臟、消化腺以及足出現(xiàn)不同程度組織學(xué)形態(tài)變化.蝸牛胃腸道出現(xiàn)明顯的黏膜損傷與細(xì)胞死亡脫落，腎臟組織細(xì)胞出現(xiàn)不規(guī)則排列、部分細(xì)胞脫落，消化小管排列疏松、細(xì)胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)較多圓形空泡、部分基底破損、組織細(xì)胞部分糜爛脫落，足組織膠原蛋白原纖維排列疏松、細(xì)胞間隙增寬并出現(xiàn)較多嗜堿性顆粒團(tuán)塊[17].AgNPs 對(duì)消化腺的損害，會(huì)使蝸牛消化食物的能力下降，從而對(duì)蝸牛的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生影響[55].Chen 等也發(fā)現(xiàn)，400 mg·L?1AgNPs 對(duì)家蠶組織結(jié)構(gòu)的損害，家蠶的基底膜被破壞，杯狀細(xì)胞擴(kuò)張，柱狀細(xì)胞變形，此外還觀察到異常的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和許多片狀結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，這表明AgNPs 會(huì)對(duì)組織產(chǎn)生不良影響，并可能對(duì)主要靶器官，例如對(duì)家蠶的消化器官產(chǎn)生有害影響[56].

（3）生殖毒性

AgNPs 會(huì)誘導(dǎo)無脊椎動(dòng)物生殖細(xì)胞的凋亡，從而抑制其繁殖.Luo 等發(fā)現(xiàn)秀麗隱桿線蟲捕食暴露于1、5、10 μg·mL?1AgNPs 的大腸桿菌后，其性腺細(xì)胞凋亡的數(shù)量顯著增加，性腺減數(shù)分裂區(qū)的生殖細(xì)胞死亡率顯著增加[57].但也有研究發(fā)現(xiàn)，在低濃度AgNPs 暴露下，大型溞的繁殖得到了促進(jìn)，推測(cè)可能是因?yàn)锳gNPs 具有優(yōu)良的滅菌性能；而隨著AgNPs 濃度的提高，大型溞的產(chǎn)溞數(shù)顯著減少，則是因?yàn)楦邼舛葧r(shí)AgNPs 毒性較大，對(duì)大型溞的機(jī)體造成了不可逆的損傷，從而對(duì)大型溞的繁殖產(chǎn)生了不良影響[28]；另一種推測(cè)是因?yàn)锳gNPs 抑制了大型溞的攝食，導(dǎo)致其能量?jī)?chǔ)備減少，進(jìn)一步影響了大型溞的繁殖[58].氧化應(yīng)激是AgNPs 誘導(dǎo)生殖毒性的主要機(jī)制，Lim 等對(duì)秀麗隱桿線蟲中氧化應(yīng)激及其信號(hào)通路進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)AgNPs 會(huì)導(dǎo)致野生型（N2）秀麗隱桿線蟲中活性氧自由基（reactive oxygen species，ROS）增加，低氧誘導(dǎo)結(jié)合蛋白（HIF-1）、谷胱甘肽S 轉(zhuǎn)移酶（glutathione s-transferase，GST）的激活以及繁殖潛力下降，其中PMK-1 p38 絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）在AgNPs 誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激中起重要作用[59].

（4）遺傳毒性

遺傳毒性是化學(xué)毒性測(cè)試和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中重要的毒性終點(diǎn)之一[60].AgNPs 的遺傳毒性機(jī)制，目前認(rèn)為主要是以下兩種：第一種是通過誘導(dǎo)ROS 增加，干擾DNA 復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、抑制相關(guān)蛋白質(zhì)，還會(huì)導(dǎo)致嘧啶和嘌呤衍生的氧化損傷；第二種是AgNPs 直接進(jìn)入細(xì)胞作用于細(xì)胞器（例如，紡錘體、著絲粒等）[61]，抑制復(fù)制、轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致染色體丟失，斷裂[62]，見圖1.Choi 等研究了AgNPs 對(duì)赤子愛勝蚓的遺傳毒性，發(fā)現(xiàn)AgNPs 會(huì)引起赤子愛勝蚓DNA 損傷，AgNPs 暴露可以使細(xì)胞內(nèi)ROS 增加，引起細(xì)胞氧化應(yīng)激，最終導(dǎo)致DNA 損傷[63].同樣，Alaraby 等通過彗星實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，AgNPs 對(duì)果蠅產(chǎn)生遺傳毒性是因?yàn)檠趸瘧?yīng)激所引起的DNA 損傷[64].Botelho 等研究發(fā)現(xiàn)，不同濃度和不同時(shí)間AgNPs 暴露增加了片腳甲殼動(dòng)物Parhyalehawaiensis的微核、核芽和核異常的比例[65].AgNPs 不僅會(huì)對(duì)親代產(chǎn)生毒性效應(yīng)，對(duì)其子代也會(huì)造成損害.目前已有研究觀察到AgNPs 對(duì)土壤線蟲繁殖的多代效應(yīng)，Wamucho 等發(fā)現(xiàn)秀麗隱桿線蟲多代暴露于AgNPs 會(huì)誘導(dǎo)未暴露子代的表觀遺傳變化[66].同樣，Pakrashi 發(fā)現(xiàn)，AgNPs 不僅對(duì)大型溞母體產(chǎn)生毒害，而且使母體中AgNPs 約1%—2%的總累積Ag 轉(zhuǎn)移到新生水蚤中，這就表明AgNPs 可能會(huì)對(duì)水蚤的繁殖產(chǎn)生更持久的不利影響[67].

（5）回避行為

回避行為是動(dòng)物遇到不利環(huán)境的逃避反應(yīng)，它是一個(gè)生態(tài)相關(guān)的測(cè)量結(jié)點(diǎn)，用來快速判斷污染物的毒性強(qiáng)弱.回避試驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單，操作便捷，反應(yīng)快速，周期短，是一種很好地檢測(cè)AgNPs 毒性的方法.目前，人們已經(jīng)做過蚯蚓、秀麗隱桿線蟲、土鱉蟲等無脊椎動(dòng)物的回避試驗(yàn)，通過測(cè)定一定濃度AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物個(gè)體行為的影響程度來判定其毒性大小[68].Brami 等研究了蚯蚓對(duì)AgNPs 的回避試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)蚯蚓對(duì)AgNPs 回避行為比繁殖等傳統(tǒng)終點(diǎn)更為敏感，在最低濃度（12.5 mg·kg?1）時(shí)就可以觀察到回避現(xiàn)象，但目前還不清楚回避行為是由AgNPs 釋放的Ag+觸發(fā)，還是AgNPs 觸發(fā)[10].在現(xiàn)有文獻(xiàn)中主要用以下3 種機(jī)制來解釋土壤無脊椎動(dòng)物的回避行為：第一種是污染物使土壤中微生物群發(fā)生變化，導(dǎo)致土壤無脊椎動(dòng)物適口性的改變（如：AgNPs 以及Ag+會(huì)改變微生物群落結(jié)構(gòu)）；第二種是土壤無脊椎動(dòng)物具有化學(xué)和機(jī)械感受器，金屬顆粒的神經(jīng)毒性作用或生物化學(xué)感覺器敏感性可以使它們主動(dòng)避開有害環(huán)境或移動(dòng)到更有利的環(huán)境；第三種是由于污染物進(jìn)入到土壤無脊椎動(dòng)物體內(nèi)，引起土壤無脊椎動(dòng)物的不適，從而引起回避行為[69?71].

2 AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物毒性的主要機(jī)制（Main mechanism of AgNPs toxicity to invertebrates）

目前，關(guān)于AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物的毒性機(jī)制仍不是十分清晰.根據(jù)現(xiàn)有研究總結(jié)其可能的機(jī)制如圖1 所示.AgNPs 暴露后，釋放Ag+，離子與顆粒通過內(nèi)吞等方式進(jìn)入細(xì)胞，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生大量ROS，ROS 與細(xì)胞膜表面蛋白結(jié)合，破壞細(xì)胞膜的完整性，從而導(dǎo)致細(xì)胞膜損傷[72].線粒體是AgNPs 誘導(dǎo)氧化應(yīng)激的主要靶細(xì)胞器之一，線粒體中高水平的ROS 導(dǎo)致線粒體損傷，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[73].細(xì)胞內(nèi)ROS 的增加，會(huì)導(dǎo)致氧化應(yīng)激并破壞細(xì)胞成分，造成氧化型DNA 損傷，鏈斷裂，核酸修飾，脂質(zhì)過氧化，蛋白質(zhì)變性，抗氧化酶的激活以及抗氧化分子的消耗；此外，AgNPs 誘導(dǎo)的ROS 通過激活細(xì)胞信號(hào)傳遞，觸發(fā)炎癥反應(yīng)[72?73].

Bao 等發(fā)現(xiàn)，蝸牛暴露于AgNPs 后，足部和消化道在Ag 濃度很低的情況下也會(huì)誘發(fā)顯著的氧化應(yīng)激，其中過氧化氫酶（catalase，CAT）和過氧化物酶（peroxidase，POD）活性較對(duì)照組酶活顯著增加，這些氧化應(yīng)激可能是由于AgNPs 與生物體細(xì)胞的接觸觸發(fā)的[24].Pan 等研究發(fā)現(xiàn)，AgNPs 對(duì)原生動(dòng)物嗜熱四膜蟲的毒性是由于高活性氧水平引起的，從而導(dǎo)致了脂質(zhì)過氧化和線粒體功能障礙，為了對(duì)抗氧化脅迫，嗜熱四膜蟲激活了抗氧化系統(tǒng)，增加了谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-PX）和其他抗氧化劑的活性[74].Chen 研究了家蠶中AgNPs 的毒性機(jī)制，表明ROS 的增加誘導(dǎo)了肌醇加氧酶（MIOX）基因表達(dá)下調(diào)，影響線粒體形態(tài)并導(dǎo)致氧化損傷，且AgNPs 也會(huì)抑制超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性，引起持續(xù)的氧化應(yīng)激，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[56].Ahamde 等研究了AgNPs 在果蠅中的毒性機(jī)制，發(fā)現(xiàn)經(jīng)AgNPs 暴露后，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生大量ROS，導(dǎo)致膜損傷、氧化應(yīng)激以及線粒體損傷，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡；此外，還發(fā)現(xiàn)氧化應(yīng)激導(dǎo)致細(xì)胞周期檢查點(diǎn)蛋白p53 和細(xì)胞信號(hào)蛋白p38 上調(diào)，這兩種蛋白參與DNA 損傷和凋亡等多種過程，是評(píng)估遺傳毒性的分子標(biāo)記，說明氧化應(yīng)激誘導(dǎo)了DNA 損傷[75].

3 影響AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物毒性效應(yīng)的因素（Factors influencing the toxic effects of AgNPs on invertebrates）

AgNPs 的理化性質(zhì)、表面涂層、環(huán)境、暴露途徑等因素都可以影響AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物的毒性（圖2）.表4 集中匯總了部分AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物毒性的影響因素.

圖2 AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物毒性的主要影響因素Fig.2 Main influencing factors of AgNPs toxicity to invertebrates

表4 AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物毒性的主要影響因素Table 4 Main influencing factors of AgNPs toxicity to invertebrates

3.1 理化性質(zhì)

AgNPs 的理化性質(zhì)，包括AgNPs 的尺寸、形貌、晶型、表面特性等[84].AgNPs 的理化性質(zhì)對(duì)無脊椎動(dòng)物的毒性有很大影響.目前普遍認(rèn)為AgNPs 粒徑越小其毒性越強(qiáng)，AgNPs 粒徑在20—80 nm 的毒性效應(yīng)主要由其溶解釋放的Ag+引起，而粒徑較小的AgNPs 顆粒（10 nm）更容易被生物體利用，毒性效應(yīng)更大[39].Hou 等使用40 nm 和110 nm AgNPs 對(duì)大型溞做了毒性研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，40 nm AgNPs 比110 nm AgNPs 的LC50值更低，這可能是由于40 nm AgNPs 的溶解速率比110 nm AgNPs 快，小粒徑AgNPs 顆粒比表面積更高，生成焓更高[44].Moon 等使用AgNPs 顆粒、納米銀線、納米銀板分別對(duì)秀麗隱桿線蟲進(jìn)行毒性測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)AgNPs 顆粒和納米銀板對(duì)秀麗隱桿線蟲的生長(zhǎng)和繁殖具有抑制現(xiàn)象，而納米銀線的影響卻微乎其微，其中AgNPs 顆粒毒性最大，從側(cè)面也說明AgNPs 顆粒在毒性水平上起著重要作用，AgNPs 顆粒毒性大于納米銀線及納米銀板可能是因?yàn)榍蛐胃菀自谙乐腥芙鈁79].

3.2 表面涂層

為了提高AgNPs 的性能，可以使用不同的表面涂層.目前比較常用的表面涂層有PVP、CIT、聚乙烯醇（polyvinyl alcohol，PVA）[85?87]等.使用PEG 可以降低AgNPs 顆粒表面能，從而增加其膠體穩(wěn)定性[88]；CIT 具有低分子量，并通過靜電斥力保護(hù)AgNPs；親水性的PVP 具有空間穩(wěn)定性[89].不同表面涂層AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物毒性大小也不一樣.Hou 等通過大型溞的急性毒性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)CIT-AgNPs 的LC50比PVP-AgNPs 的LC50更低，說明CIT 包覆的AgNPs 毒性更大，這可能是因?yàn)镻VP 涂層的穩(wěn)定性使Ag 能夠被完整的封裝，減少了Ag+的釋放，因而AgNPs 毒性降低[44].

3.3 環(huán)境

由于生態(tài)系統(tǒng)中物理化學(xué)等變量的變化，生物體對(duì)AgNPs 的可變敏感性正受到越來越多的關(guān)注[43].例如環(huán)境中不同的光照、鹽度、pH、溫度、暴露介質(zhì)等，都可能影響AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物的毒性.Lish 等研究了AgNPs 在不同環(huán)境條件下對(duì)鹵蟲無節(jié)幼體的急性毒性效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)環(huán)境條件可以改變AgNPs 的穩(wěn)定性，使其穩(wěn)定性下降，導(dǎo)致更多的Ag+釋放，從而導(dǎo)致其毒性的改變[83].Conine 等則是研究了不同湖泊水中AgNPs 對(duì)水蚤的毒性效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)顆粒物C:N 和C:P 比率、總?cè)芙庥袡C(jī)碳（dissolved organic carbon，DOC）、總?cè)芙饬祝╰otal dissolved phosphate，TDP），都會(huì)影響AgNPs 的濃度，從而對(duì)水蚤產(chǎn)生毒性影響，C:N 是影響水蚤存活率的最大因素[43].在土壤暴露中，通過活性污泥的加入，可以使部分AgNPs 轉(zhuǎn)變成AgS，而AgS 具有高的化學(xué)穩(wěn)定性，從而降低了AgNPs 的毒性；并且由于活性污泥中含有豐富的食物，導(dǎo)致蚯蚓的體重增加了34%—176%[90].

3.4 暴露途徑

AgNPs 不同的暴露途徑對(duì)無脊椎動(dòng)物的毒性也不同.Wang 研究了水體暴露和飲食暴露兩種途徑下AgNPs 對(duì)大型溞生長(zhǎng)、繁殖、生物累積等指標(biāo)的影響.發(fā)現(xiàn)在生長(zhǎng)和繁殖實(shí)驗(yàn)中，水體暴露下的AgNPs 會(huì)刺激大型溞的繁殖和蛻皮，在高濃度下會(huì)顯著抑制大型溞的繁殖和蛻皮，而飲食暴露下的AgNPs 在所有濃度下都會(huì)顯著抑制大型溞的繁殖和生長(zhǎng)；在生物累積實(shí)驗(yàn)中，水體暴露下AgNPs 在最低濃度時(shí)，在大型溞體內(nèi)累積量達(dá)到最高，之后隨AgNPs 暴露濃度增加而累積量減少；飲食暴露下，大型溞體內(nèi)Ag+量隨著AgNPs 暴露濃度增加而增加[28].同樣，Qing 研究了土壤相暴露和食物相暴露下AgNPs 對(duì)蝸牛毒性的影響，發(fā)現(xiàn)食物相中AgNPs 的毒性大于土壤相中AgNPs 的毒性；在相同AgNPs 濃度下，食物相導(dǎo)致蝸牛消化腺中脂質(zhì)過氧化物（lipid hydroperoxide，LPO）含量，CAT 和SOD 活性極顯著增加，分別是土壤相的1.5、1.7、2.5 倍[17].

4 總結(jié)與展望（Conclusions and prospects）

由于AgNPs 材料的優(yōu)良特性，使其被廣泛應(yīng)用到農(nóng)、工、醫(yī)等各種領(lǐng)域，而AgNPs 的毒性問題，一直是人們關(guān)心的重點(diǎn).到目前為止，國內(nèi)外已有很多關(guān)于AgNPs 毒性的文獻(xiàn)，相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不一致甚至自相矛盾.本文結(jié)合文獻(xiàn)中的相關(guān)研究結(jié)果，總結(jié)了AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物的毒性效應(yīng)及其影響因素.AgNPs 可以在環(huán)境和生物鏈中遷移轉(zhuǎn)化，最終累積到無脊椎動(dòng)物體內(nèi)，對(duì)無脊椎動(dòng)物造成毒性損害，影響無脊椎動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育、破壞無脊椎動(dòng)物的組織結(jié)構(gòu)以及損害其系統(tǒng)功能.AgNPs 引起細(xì)胞氧化應(yīng)激，會(huì)造成無脊椎動(dòng)物DNA 損傷、線粒體損壞、染色體畸變以及細(xì)胞凋亡.此外，AgNPs 的理化性質(zhì)、表面涂層、環(huán)境、暴露途徑等因素，都會(huì)影響AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物的毒性大小.最后基于目前的研究提出一些展望，為AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物毒性的研究提供新的思路.

（1）AgNPs 與AgNPs 溶解Ag+之間的毒性沒有研究清楚，是AgNPs 溶解Ag+所引起的毒性，還是AgNPs 與Ag+共同引起的毒性，這方面在無脊椎動(dòng)物毒性機(jī)制中需要更深層的研究.

（2）生物制備AgNPs 具有反應(yīng)條件溫和，綠色環(huán)保，成本低等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為近些年研究的熱點(diǎn).隨著生物合成法技術(shù)的成熟與完善，環(huán)境中生物AgNPs日益增多.無脊椎動(dòng)物是生物類群和生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，后續(xù)應(yīng)加強(qiáng)生物AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物的毒性效應(yīng)研究.

（3）隨著AgNPs 被釋放到環(huán)境中，會(huì)與環(huán)境中其他污染物相互作用.可能會(huì)影響AgNPs 在環(huán)境中的理化性質(zhì)和生物學(xué)活性.因此有必要加強(qiáng)AgNPs 與其他污染物的聯(lián)合效應(yīng)及其共存特性研究.

（4）盡管目前關(guān)于AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物毒性的研究在逐漸增多，但大多數(shù)研究只考慮了對(duì)無脊椎動(dòng)物的急性毒性試驗(yàn).因此，需要更多的研究來確定無脊椎動(dòng)物體內(nèi)低濃度AgNPs 顆粒的長(zhǎng)期影響，隔代影響，以便進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌踩u(píng)估和識(shí)別生物標(biāo)志物.

（5）目前AgNPs 的試驗(yàn)生物以水生無脊椎動(dòng)物為主，如：水蚤、大型溞、貽貝等，后續(xù)應(yīng)加深對(duì)陸生無脊椎動(dòng)物的影響研究，為AgNPs 在土壤中的評(píng)價(jià)提供依據(jù).

（6）需要建立評(píng)價(jià)AgNPs 對(duì)無脊椎動(dòng)物單一和復(fù)合污染毒性的標(biāo)準(zhǔn)方法，以完善AgNPs 的生態(tài)毒性安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)，進(jìn)而便于政府規(guī)范AgNPs 的生產(chǎn)和使用.