納米二氧化鈦（TiO2 NPs）作為納米金屬氧化物材料家族的典型代表，最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，在材料、能源、電子、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。近年來(lái)，納米二氧化鈦憑借較大比表面積和較高表面反應(yīng)活性，在污染物富集、去除及檢測(cè)等方面均顯示出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。隨著納米二氧化鈦的產(chǎn)量和需求不斷增加，其環(huán)境釋放行為及與污染物潛在的相互作用目前已引起關(guān)注。然而，納米二氧化鈦與污染物相互作用過(guò)程還不明確，其對(duì)污染物環(huán)境行為及生物有效性的影響和作用機(jī)制仍有待深入研究。
中國(guó)科學(xué)院科學(xué)家團(tuán)隊(duì)圍繞環(huán)境中分布廣、毒性強(qiáng)的三價(jià)砷，利用體外高靈敏度基因突變檢測(cè)的人鼠雜交瘤哺乳動(dòng)物細(xì)胞（AL細(xì)胞）模型，在闡釋納米二氧化鈦與三價(jià)砷的復(fù)合遺傳毒性及作用機(jī)制方面取得進(jìn)展。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Nanotoxicology上。
研究顯示，三價(jià)砷通過(guò)與納米二氧化鈦表面的羥基基團(tuán)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合而附著在納米二氧化鈦聚集體上，從而使納米二氧化鈦團(tuán)聚程度增加；同時(shí)，納米二氧化鈦的存在有助于砷進(jìn)入胞內(nèi)。納米二氧化鈦在自身無(wú)毒的情況下，可顯著增加砷誘導(dǎo)AL細(xì)胞的遺傳毒性。進(jìn)一步研究顯示，納米二氧化鈦增強(qiáng)砷的遺傳毒性與其攜帶砷進(jìn)入細(xì)胞的途徑密切相關(guān)，并且線粒體作為污染物重要的靶細(xì)胞器在介導(dǎo)納米二氧化鈦增強(qiáng)砷遺傳毒性過(guò)程中起關(guān)鍵作用。研究揭示了納米二氧化鈦增強(qiáng)三價(jià)砷遺傳毒性的物理化學(xué)機(jī)制及細(xì)胞層面的響應(yīng)過(guò)程，為全面評(píng)估釋放到環(huán)境中的納米二氧化鈦與其他污染物共同存在時(shí)潛在的環(huán)境及健康風(fēng)險(xiǎn)提供了新的實(shí)驗(yàn)依據(jù)和思路。
