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纳米材料

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真菌'Shapnel'爆发到大气中

24 Jan 2020 IsabelleDumé.
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真菌细胞的碎片可能有助于哮喘,过敏反应和冰云形成。礼貌:Michael Lawler / UCI

根据加利福尼亚大学,美国欧文大学的研究人员的实验,在大气中发现真菌细胞的碎片仅在高于预期的浓度上发现了远高于预期的浓度。这些生物纳米颗粒可以在云形成中起作用,并且还可以引发过敏反应和哮喘发作。

像烟灰和灰尘一样的颗粒会影响云形式的形式是如何表现为“种子”,冰可以核心或水可以冷凝。诸如完整的花粉和真菌孢子等生物颗粒也可以进行有效的冰核,但由于这些大颗粒在大气中相对罕见,因此科学家认为,在大多数条件下,它们不太可能在冰云形成中发挥重要作用。

然而,现在, 迈克尔劳勒 和同事,谁在 詹姆斯史密斯’s group at UC Irvine,检测到较小的真菌颗粒在乡村地区的影片爆发过程中被释放到空中。结果是在此获得的结果 能源大气辐射测量系 (ARM)俄克拉荷马州Lamont附近的田地网站表明,这些真菌纳米粒子的浓度是比大的完整生物颗粒高的数量级。

尺寸选择的纳米粒子

该团队的实验涉及将空气吸入一种称为热解吸化学电离质谱仪的仪器。该仪器是尺寸选择性的,这意味着研究人员可以选择仅在直径20至60nm之间测量的那些纳米颗粒。它们将颗粒收集到薄的铂灯丝中,通过加热细丝蒸发它们,然后检测到得到的气体。

律师和同事通过检测甲壳素 - 真菌细胞壁的主要成分 - 和甘油(如甘露醇)的主要成分来鉴定真菌碎片 - 真菌用来储存能量。它们在三周测量期间观察到的大多数颗粒的尺寸约为30nm,并且律师解释说,部分或全部可以使云凝结核。但是,他补充说需要更多的工作来测试这个假设。

过敏和哮喘症状

在检测到的真菌突发事件期间,真菌纳米粒子的浓度从未检测到的水平增加(低于10立方厘米)到数百立方厘米。因为直径小于100nm的颗粒可以更深入地吸入肺部,并且比较大的颗粒更具化学活性,因此这种爆发可能具有重要的健康影响。 “我们知道真菌细胞会在释放到空中时会导致过敏和哮喘症状,”律师说。 “我们现在基本上发现了真菌”弹片“,其可能含有与较大颗粒相同的刺激物,但这更众多。”

“我们不能从这项研究中解释,我们检测到的真菌纳米颗粒是否会对健康产生不利影响,”他仍在继续,“但似乎至少有一些与气溶胶真菌相关的健康影响可能是由这些较小的颗粒引起的。”

降雨量和真菌纳米粒子的外观

对于“爆发”的原因,研究人员推测,雨滴可能会促使它们击中真菌正在增长的土壤的举例。在他们的工作中,他们报告了 科学推进,他们发现粒子计数在田间现场的降雨量大约是一天的降雨量内,但律法列为他们对所涉及的确切过程知之甚少。未答复的问题包括细胞是否在空气中或土壤的表面爆发,以及是否雨或仅增加相对湿度的增加控制纳米颗粒的产生。

未来的研究应该在爆发后面的机制上揭示更多,研究人员也希望更多的测量将有助于放下真菌纳米颗粒的冰成核潜力。用于后续工作的第三大道是鉴定所涉及的特定真菌物种。 “这将有助于我们确定这些纳米颗粒的可能性影响,它们如何生成和在哪些条件下,”劳德勒告诉 物理世界。

版权©2021由IOP Publishing Ltd和个人贡献者