近期，一項(xiàng)發(fā)表于國際權(quán)威期刊《Langmuir》的重磅研究揭示了氫分子在應(yīng)對水體重金屬污染領(lǐng)域的突破性進(jìn)展。

該研究系統(tǒng)評估了四種氫分子遞送方式對銅離子（Cu2?）誘導(dǎo)斑馬魚胚胎毒性的緩解效果，最終，氫納米氣泡水（Hydrogen NB water）以顯著提升抗氧化酶活性、降低銅累積，顯著提升胚胎存活率等多方面卓越性能，被證實(shí)為當(dāng)前最優(yōu)解決方案。

研究登頂《Langmuir》期刊

圖示：氫納米氣泡水在四種氫遞送方式中的各項(xiàng)表現(xiàn)位居榜首

銅污染之困與氫分子的希望

工業(yè)化進(jìn)程加劇了水體重金屬污染，其中銅離子（Cu2?）因其高毒性對水生生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。研究表明，Cu2?暴露可導(dǎo)致斑馬魚胚胎死亡率從對照組的1.33%飆升至66.67%，并完全抑制其孵化過程，其核心毒性機(jī)制在于誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生過量的活性氧（ROS），引發(fā)氧化應(yīng)激。

氫分子作為一種高效、安全的抗氧化劑，為破解這一難題帶來了希望，近年來在環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊前景。然而，氫氣在水體中溶解度低、存留時(shí)間短的問題，限制了其實(shí)際應(yīng)用效果。

四種氫遞送方案，氫納米氣泡水性能碾壓式領(lǐng)先

為探尋最佳氫氣輸送策略，研究人員精心設(shè)計(jì)了四種代表性方案進(jìn)行對比：普通氫水（無納米氣泡）、氫納米氣泡水、納米硅材料以及海藻酸鈉包裹納米硅的凝膠微球。

圖示：各種氫氣輸送方式的性質(zhì)和制氫性能

其中，氫納米氣泡水的制備，正是采用了上海納諾巴伯的納米氣泡富氫水機(jī)NB-T71A。該設(shè)備采用電解與表面活性劑輔助微孔系統(tǒng)相結(jié)合的技術(shù)，能夠在水體中穩(wěn)定生成高密度、小尺寸（平均粒徑約187.5 nm）的氫納米氣泡。

上海納諾巴伯NB-T71A型號納米氣泡富氫水機(jī)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人矚目：

研究團(tuán)隊(duì)通過對比四種氫遞送方式發(fā)現(xiàn)，在150 μg/L Cu2?的脅迫下，所有氫氣處理組均在一定程度上降低了胚胎死亡率并提高了孵化率，但效果差異顯著。

其中，由納諾巴伯NB-T71A制備的氫納米氣泡水表現(xiàn)最為搶眼：

它將胚胎死亡率從66.67%大幅降低至4.00%，并將孵化率從0%提升至14.29%，綜合緩解效果位居榜首。

相比之下，普通氫水、納米硅和凝膠微球組的死亡率分別為44.67%、13.33%和34.67%，孵化率則為10.98%、50.76%和21.35%。

圖示：在150ug/L Cu2?脅迫下，不同的氫輸送方法對胚胎死亡率(a)、孵化率(b)和體內(nèi)活性氧產(chǎn)生的影響

為何氫納米氣泡水能拔得頭籌？

研究從物理化學(xué)特性和分子機(jī)制層面給出了答案。

首先，納諾巴伯的納米氣泡溶氫技術(shù)顯著提升了氫氣的溶解與留存性能。

數(shù)據(jù)顯示，氫納米氣泡水的初始溶解氫濃度（1.53 mg/L）高于普通氫水（1.15 mg/L），普通富氫水12小時(shí)內(nèi)氫濃度衰減至0.1 mg/L以下，而氫納米氣泡水因納米氣泡的緩釋特性，維持有效濃度時(shí)間顯著延長。

并且其獨(dú)特的物理性質(zhì)——內(nèi)部超高氣體密度（壓力可達(dá)1.09×10? atm）和疏水性，使其能更有效地附著于胚胎絨毛膜，在破裂瞬間將氫分子高效遞送至細(xì)胞內(nèi)部，從而最大化其生物利用度。

論文中明確提到：

likely due to their high internal gas density and strong affinity with embryonic chorionic villus membranes, which improved hydrogen transport efficiency.

氫納米氣泡水優(yōu)于其他氫輸送方式，這很可能歸因于它們內(nèi)部較高的氣體密度以及與胚胎絨毛膜膜之間強(qiáng)烈的親和性，這提高了氫的傳輸效率。

其次，氫納米氣泡水展現(xiàn)了強(qiáng)大的抗氧化與降低生物累積的雙重作用。

它不僅顯著降低了Cu2?脅迫下斑馬魚胚胎體內(nèi)的ROS水平，抗氧化酶（SOD、CAT、GSH-Px）活性得到有效恢復(fù)，還將胚胎內(nèi)的銅累積量從725.40 μg/g（Cu2?單獨(dú)暴露組）銳減至238.33 μg/g，降幅遠(yuǎn)超其他方法。

圖示：不同氫遞送方式對斑馬魚胚胎SOD(a)、CAT (b)和GSH-Px(c)活性的影響。

轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析進(jìn)一步揭示，氫納米氣泡水通過調(diào)控GTP酶活性、離子通道功能及神經(jīng)元發(fā)育相關(guān)基因的表達(dá)，從分子層面修復(fù)了由Cu2?破壞的細(xì)胞信號通路與結(jié)構(gòu)完整性，從根源上緩解了氧化損傷。其多維度保護(hù)效果在雷達(dá)圖綜合評價(jià)中全面領(lǐng)先。

圖示：不同氫氣輸送方式對Cu2?吸收(a)、ROS生成(b)和不同暴露條件下生長狀態(tài)(c)的影響。

此項(xiàng)研究不僅為氫分子在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)，更凸顯了上海納諾巴伯在氫科技領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。與傳統(tǒng)的富氫水、納米硅材料等氫遞送方式相比，其NB-T71A納米氣泡富氫水機(jī)所制備的氫納米氣泡水在氫傳遞效率、生物可利用性及環(huán)境友好性方面均表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。其高密度、高壓力的氣泡特性，增強(qiáng)了氫氣與生物界面的接觸效率，實(shí)現(xiàn)了更高效的抗氧化與解毒效果。

該研究成果不僅為水體重金屬污染修復(fù)提供了創(chuàng)新解決方案，也為納米氣泡技術(shù)在水環(huán)境治理、水產(chǎn)健康養(yǎng)殖等領(lǐng)域的推廣應(yīng)用奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。正如論文通訊作者柳姝教授所言：“基于納米氣泡的氫遞送策略，為推進(jìn)水污染治理及促進(jìn)水生生物健康提供了創(chuàng)新性方案”。