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第207期：纳米硒作为肉鸡高效无毒补充剂的研究

论文ID

原名：Nanoparticles of selenium as high bioavailable and non-toxic supplement alternatives for broiler chickens

译名：纳米硒作为肉鸡高效无毒补充剂的研究

作者：Sheeana Gangadoo¹^，²^，³^，⁴ Ivan Dinev⁵ Nicky-Lee Willson¹^，⁶ Robert J. Moore²^，⁴ James Chapman⁴ Dragana Stanley¹^，².

完成单位：
¹Institute for future farming， Central Queensland University， Rockhampton， Queensland 4702， Australia
²Poultry Cooperative Research Centre， University of New England Armidale， New South Wales 2315， Australia
³Central Queensland University， Rockhampton， QLD 4701， Australia
⁴RMIT University， School of Science， Melbourne， Victoria 3083， Australia
⁵Faculty of V eterinary Medicine， Trakia University， Stara Zagora， Bulgaria
⁶School of Animal and V eterinary Sciences， The University of Adelaide， Roseworthy， South Australia 5371， Australia

期刊：Environmental Science and Pollution Research

影响因子：5.190

发表时间：2020-02-27

1、摘要
硒在家禽业中常用作肉鸡饲料中的添加剂，以提高免疫力和整体健康。硒以不同的形式存在，无机硒和有机硒，分别为亚硒酸钠和硒代蛋氨酸。本研究建议使用硒纳米颗粒（NaNose）来改善微量元素的传递和吸收，同时不会造成毒性。先前的研究表明，在肉鸡饲料中利用纳米硒取得了成功，增加了物质在器官和组织中的吸收和扩散，提高了抗氧化能力。然而，纳米硒转化的机制尚不清楚，肠道微生物群被认为在这一过程中发挥了重要作用。与有机硒和NaNose相比，在家禽饲料中添加无机硒降低了胸肌（P≤0.01）和十二指肠组织（P≤0.05）的生物利用度，增加了排毒过程中器官的积累。组织病理学分析表明，NaNose对所分析的组织没有造成任何损伤作用，显示消化系统中上皮细胞和脑组织中的神经元体完好。结果表明，纳米硒与有机硒的作用方式相似，有可能作为微量元素添加剂应用于家禽饲料中。

2、试验设计

3、结果与分析
表1：微波消解程序

表2：ICPMS-2030的仪器设置和测量参数

3.1 纳米硒合成及表征
图1：纳米硒的合成与表征

合成的NaNose平均粒径为45±0.17 nm，多分散指数为0.04±0.01 nm，说明纳米粒子分散良好，不会诱导聚集。如图1所示，EDS分析证实了硒的存在，而透射电子显微镜和扫描电子显微镜证实了纳米颗粒的形状和尺寸分别为球形和小于100 nm。DLS分析进一步支持了NaNose的尺寸分布，表明NaNose的尺寸小于100 nm。
3.2 不同处理组和不同组织类型的硒浓度不同
外标硒的线性校正曲线R²=0.9999，检出限LOD为2.69 ppb，检出限LOQ为7.81 ppb。从消化过程中获得的DORT-5 CRM Se浓度为8.49±0.38 ppm，Se回收率为102%。不同补充来源的硒浓度不同，不同组织类型的硒浓度也不同，如图2所示。
图2：不同组织类型中处理组之间的硒浓度

在所有处理组中，脾脏中的硒浓度最高，其次是十二指肠、大脑、回肠、肝脏和胸肌（脾脏>十二指肠>大脑>回肠>肝脏>胸肌）。添加无机硒后，脾脏、肝脏和大脑中的硒含量最高，十二指肠、回肠和胸肌中的硒含量最低（脾脏>肝脏>大脑>十二指肠>回肠>胸肌）。脾脏、十二指肠和回肠中的有机硒浓度较高，表明胃肠道中的硒吸收较高，而大脑、肝脏和胸肌中的硒浓度较低（脾脏>回肠>十二指肠>大脑>肝脏>胸肌）。添加NaNose的效果与有机硒相当，其中0.9ppm的NaNose处理效果最好，在脾、十二指肠和回肠中浓度较高，在脑、肝脏和胸肌组织中浓度较低。此外，与低浓度和高浓度的NaNose相比，0.9ppm的NaNose在十二指肠中的吸收有所改善，在脑组织中的滞留量较低，证实了在不同NaNose添加水平产生的组织浓度中没有剂量反应效应的迹象。
各处理组间Se在脑（P = 0.051）、肝脏（P = 0.182）、脾脏（P = 0.449）和回肠（P = 0.092）中的浓度差异不显著，但在胸肌（P = 0.01）和十二指肠（P = 0.013）中差异显著，添加NaNose的雏鸡Se浓度较高。在回肠组织中也观察到类似的趋势，纳米硒比无机硒含量高。肝脏、脾脏和脑组织则相反，无机硒含量最高。
3.3 硒源的组织病理学效应
图3：肌原纤维（a）和细胞核（b）的胸肌和大脑组织的组织学评估
图4：硒对肝和脾脏组织的组织学评估

图5：硒对十二指肠、回肠组织的组织学评估

对5个处理组的组织进行组织学检查。所有Se处理组的胸肌组织结构正常，表现为横切肌纤维束直径相对均匀，肌纤维的肌原纤维间隙较均匀。如图3（A）所示，清晰的横纹和保留的肌原纤维核（B）表明了肌肉纤维的完整性。无机硒组肌原纤维的横纹表达明显低于其他硒组。脑组织标本未见病理损伤，神经胶质与脑物质血管之间的神经元体分布正常。图3（c）显示嗜碱性染色的NISSSL小体/tigroid主要聚集在细胞核/胞膜周围和细胞外围。肝组织中可见肝上皮细胞中初步至中度的脂肪浸润。
图4（A）和（B）所示的肝细胞和Kupffer细胞在任何硒处理组中均未显示出损伤。所有硒处理组的脾样本都显示正常的结构特征，如图4（C）所示，在脾髓中观察到少量到中等数量的红细胞。
五种硒处理组均未观察到十二指肠或回肠组织的组织病理学损伤。十二指肠粘膜的肠绒毛被单层棱柱状上皮覆盖。单杯状细胞（图5（b））位于正常肠盖细胞之间。覆盖隐窝的上皮细胞显示保留的微绒毛（图5（a））。回肠的肠隐窝如图5（c）所示，绒毛被单层棱柱状上皮均匀覆盖，杯状细胞密度相同。回肠组织也可见密集的、黏液相关的淋巴样细胞聚集形成Peyer斑块，如图5（d）所示。

4结论
数据表明，纳米硒在组织中没有发生硒毒性，对肠道形态也没有直接的损害作用，但在工业化规模添加纳米硒前，还需要进行更多的毒性研究，如免疫原性、细胞毒性、NP积累和排泄动力学等。对组织样品中硒浓度的测定和对肉鸡多个组织的组织学分析表明，纳米硒是无毒的，与亚硒酸钠和酵母硒等家禽行业常用的硒添加剂相比，纳米硒在肠道中的吸收率更高，在排毒组织中的滞留率更较低。

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