基于斑马鱼胚胎模型的聚合物包覆SPIONs阻垢剂生态毒性评估及其环境安全性研究

《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》：Evaluating the Ecotoxicity of Polymer-Coated SPIONs for Scale Inhibition Using a Zebrafish Embryo Model

　　本文推荐一种新型聚合物包覆超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPIONs）阻垢剂，通过斑马鱼胚胎模型（符合OECD指南）系统评估其生态安全性。研究显示SPIONs-TSC-PPEA与SPIONs-TSC-PASP在≤10 ppm时完全抑制石膏和方解石结垢，且在200 ppm（20倍安全边际）下仍保持胚胎高存活率（>90%）、正常孵化与低致畸性。该成果为纳米材料在油气工业中的环境友好型应用提供了重要毒理学依据。

　　

章节精选

聚合物包覆超顺磁性纳米颗粒的制备

超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPIONs）通过共沉淀法合成：在脱氧的Milli-Q水中混合FeCl₃·6H₂O和FeCl₂·4H₂O，并在氮气保护下滴加氨水引发沉淀（方法详见前期研究[10,11]）。沉淀后的纳米颗粒经磁性分离、洗涤并干燥，随后用柠檬酸三钠（TSC）进行胶体稳定化处理。我们共制备了两种聚合物包覆型号：

SPIONs基阻垢剂的理化性质

本研究使用的SPIONs-TSC-PPEA和SPIONs-TSC-PASP批次与前期工作[10,11,24]一致，未作额外改性。X射线衍射（XRD）分析证实两种复合材料在包覆后仍保持磁铁矿（Fe₃O₄）晶体结构（图S1）。傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示包覆表面存在磷酸基团，且柠檬酸盐羧酸信号消失——

结论

本研究通过斑马鱼胚胎模型对柠檬酸三钠与磷酸化聚醚胺（PPEA）或聚天冬氨酸（PASP）功能化的SPIONs基阻垢剂进行了全面生态毒性评估。两种制剂在高达200 ppm的浓度下（远高于其有效阻垢浓度）均表现出优异的生物相容性，对存活率、孵化率、致畸性、心脏功能及运动行为均无显著影响。这些发现——