氰基丙烯酸乙酯纳米粒子（ECA-NPs）作为一种极具应用前景的新型抗菌纳米粒子，已被证实可有效抑制多种革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的生长。然而，目前其对水生生态系统初级生产者——微藻的潜在影响尚未明确。本研究从细胞与分子水平出发，系统探究了ECA-NPs对普通小球藻（Chlorella vulgaris）的生理代谢及基因表达的影响，为评估该类纳米粒子的水生生态毒性提供科学依据。
研究发现，高浓度ECA-NPs对普通小球藻的生长具有强烈抑制作用。透射电子显微镜（TEM）观察结果显示，经ECA-NPs处理后的小球藻细胞中，纳米粒子可明显内化进入细胞的周质空间与液泡内；同时，细胞出现显著形态学异常，具体表现为细胞壁变薄、类囊体结构堆叠紊乱以及质壁分离等现象，表明ECA-NPs已对小球藻细胞结构造成损伤。
生理代谢层面，与对照组相比，暴露于ECA-NPs的小球藻细胞分泌的胞外聚合物（EPS）显著增加，且细胞内储存脂质（主要为甘油三酯，TAG）积累量明显上升；与之相反，细胞总脂肪酸含量、淀粉含量均出现下降趋势，同时光合活性显著降低，提示ECA-NPs干扰了小球藻的物质合成与能量代谢过程。此外，ECA-NPs处理组细胞内活性氧（ROS）含量及抗氧化酶活性均显著高于对照组，表明小球藻细胞受到氧化应激胁迫，启动了抗氧化防御机制以应对损伤。
转录组学分析进一步揭示了ECA-NPs对小球藻基因表达的调控作用：参与药物结合/分解代谢、化学刺激检测以及细胞壁成分（几丁质）分解代谢相关的基因表达显著下调，而与光合膜及质体类囊体形成相关的基因表达则明显上调。
综上，本研究表明，ECA-NPs对普通小球藻的影响并非局限于单一代谢通路，而是涉及细胞结构、生理代谢及基因表达的全细胞范围干扰。该研究结果不仅明确了ECA-NPs对浮游植物的潜在毒性效应，也为深入理解新型抗菌纳米粒子的水生生态风险、完善其环境安全评价体系提供了全新的研究视角与数据支撑。
原文链接： Physiological and transcriptomic responses of Chlorella vulgaris to novel antibacterial nanoparticles of ethyl cyanoacrylate polymer
