ACS NANO |表面缺陷调控蚯蚓体腔细胞对二硫化钼纳米片的体内生物能量响应 2023-02-21

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二维二硫化钼纳米材料（MoS₂纳米片）作为一种典型的过渡金属二卤化物，由于具有良好的电学、物理化学、生物、力学等性能，在储能、电化学、生物医学和环境保护等领域得到了广泛的应用。在MoS₂纳米片生产、使用和处置的全生命周期内，其会不可避免的释放到土壤环境当中。因此，必须充分考虑MoS₂纳米片的土壤生态环境风险。

MoS₂纳米片具有高度有序的晶格结构，这使得有望通过“缺陷工程”（如调控合成条件、电脉冲、探针显微镜蚀刻等）重新调控其性能并拓展应用潜力。此外，在环境老化过程（如光辐射、氧化和生物降解）中，MoS₂纳米片上也可能会产生表面缺陷，从而改变MoS₂纳米片的环境行为及其生物效应。因此，表面缺陷在MoS₂纳米片对土壤典型生物的影响中所发挥的作用值得关注。

在本研究中，我们使用了一种非侵入性的方法，将蚯蚓（Eisenia fetida）整体暴露于无表面缺陷的MoS₂纳米片（DF-MoS₂）、富含表面缺陷的MoS₂纳米片（DR-MoS₂）及离子对照（Na₂MoO₄），其后提取体腔细胞进行多维细胞水平分析。通过整合传统毒性终点、靶向能量代谢组学和转录组学，我们发现与传统的Mo离子相比，MoS₂纳米片对蚯蚓具有纳米特异性生物能量毒性，而工程或环境诱导的表面缺陷可能会增加MoS₂纳米片的毒性潜力。

Figure 1. Combined analysis of transcriptomics, energy metabolomics, and phenotypic indicators in earthworm (Eisenia fetida) coelomocytes following in vivo exposure to two concentrations of different Mo forms.

Sun, K.; White, J. C.; He, E.; Van Gestel, C. A. M.; Qiu, H. Surface Defects Regulate the in Vivo Bioenergetic Response of Earthworm Eisenia fetida Coelomocytes to Molybdenum Disulfide Nanosheets. ACS Nano 2023. https://doi.org/10.1021/acsnano.2c10623.

Doi: https://doi.org/10.1021/acsnano.2c10623