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奈米顆粒(nanoparticles)是否會進入食物鏈?

奈米科技當道,有很多產品都加入了奈米的陣容。由於很多材料在100奈米以下時,會產生不同於以前所知的特性,而這些都使得奈米科技有更好的應用。

但是,當物質被精工細磨到100奈米以下時,是否也會使它更容易被生物吸收?一旦被吸收後,是否就會循著食物鏈(food chain)往上,造成所謂的「生物放大現象」(biomagnification)?
食物鏈。圖片來源:wiki

最近,萊斯大學(Rice University)的一群科學家,使用了螢光量子點(fluorescent quantum dots)為材料,觀察它是否會被阿拉伯芥(Arabidopsis thaliana)所吸收。同時,為了觀察生物放大現象,研究團隊還使用了尺蠖蛾(Trichoplusia ni)的幼蟲,讓他們啃食阿拉伯芥。

同時,研究團隊還將這些螢光量子點以不同方式處理,讓他們帶負電、正電或不帶電。結果發現,只有帶負電的量子點會聚集成團,而過去的研究結果認為帶正電的奈米顆粒才會聚集成團。聚集成團(帶負電)的量子點,在吸收情況上比較不理想。

研究團隊發現,其他兩種量子點都會被植物吸收並運送到其他的地方;由於這些量子點含有硒(Se)與鎘(Cd),使阿拉伯芥在開始實驗的七天後呈現重金屬中毒的現象:葉子變成紅褐色、新葉變小等等。

而啃食這些阿拉伯芥的尺蠖蛾幼蟲呢?研究團隊發現,這些尺蠖蛾幼蟲們,也開始出現食慾不振、生長緩慢的現象;檢查他們的便便,研究團隊發現了硒與鎘,顯示了量子點經由營養液被阿拉伯芥吸收,然後在尺蠖蛾幼蟲啃食阿拉伯芥葉片後,也累積在蟲體內。

這個實驗使用了含重金屬的量子點做為材料,主要只是為了方便觀察它所發出的螢光,以及在分解後,由於硒與鎘並不常出現在土壤中,可以方便追蹤量子點的去向。雖然量子點並不是一個非常適合的材料(具有毒性,會影響動植物的生長發育),但無庸置疑的,這個實驗還是提醒了我們,奈米顆粒有可能成為一種新的、難以去除的污染物。

參考文獻:

2014/12/16. Scientists trace nanoparticles from plants to caterpillars: Are nanoparticles getting in our food? Science Daily.

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