You are using an outdated browser. For a faster, safer browsing experience, upgrade for free today.

Геометричні характеристики наночастинок як детермінанти цитотоксичної дії

https://doi.org/10.33573/ujoh2014.01.018

Леоненко Н. С., Демецька О. В., Ткаченко Т. Ю., Леоненко О. Б.

Геометричні характеристики наночастинок як детермінанти цитотоксичної дії

ДУ «Інститут медицини праці НАМН України», м. Київ

Повна стаття (PDF), ENG


Стан проблеми. Сьогодні дослідження токсичності наночастинок різних елементів має першочергове значення, оскільки, по-перше, велика кількість працівників має професійний контакт із наноматеріалами, по-друге, зростає кількість продуктів нанотехнологій, які, у свою чергу, отримують розповсюдження серед пересічних громадян та можуть чинити несприятливий вплив на здоров’я населення та довкілля. У свою чергу, токсикологічні властивості наночастинок обумовлені як хімічними, так і фізичними властивостями, серед яких суттєве значення можуть відігравати геометричні характеристики (форма, критичний діаметр, параметри кристалічної решітки та ін.).

Мета дослідження. Дослідити вплив геометричних характеристик наночастинок срібла (форма, розмір) на цитотоксичність.Матеріали та методи дослідження. Наночастинки срібла, стабілізовані карбоксилатами різної форми («сфери», «декаедри», «трикутники»), та розміру (13, 20, 40 нм). Розмір частинок вимірювали за допомогою наносайзера Fritch (Німеччина). Дослідження цитотоксичності проводили на аналізаторі токсичності АТ-05 (Росія).

Результати. Встановлено, що наночастинки срібла 40 нм сферичної форми та наночастинки срібла 40 нм у формі декаедрів не виявили цитотоксичного ефекту в нативній формі. Було встановлено, що наночастинки срібла сферичної форми розміром 17 нм є більш токсичними, ніж декаедри 17 нм, оскільки демонстрували ефект у концентрації, у якій декаедри є нетоксичними. Встановлено, що наночастинки срібла 20 нм у формі трикутників демонструють цитотоксичний ефект при розведенні нативного розчину 1:10 за відсутності цитотоксичного ефекту в нативній формі та при розведенні 1:1.

Висновки. Геометричні характеристики наночастинок, зокрема, форма та розміри (критичний діаметр) є одними з важливих детермінант їхньої цитотоксичності, які слід враховувати при оцінці ризику. При цьому не існує загальних закономірностей щодо їхнього впливу на токсичні властивості наночастинок, тому ці взаємозв’язки слід встановлювати окремо в кожному індивідуальному випадку.

Ключові слова: наночастинки срібла, критичний діаметр наночастинок, цитотоксичність

Література

  1. Vakhrushev, A. A., Fedotov, A. Yu., Shushkov, A. A., Shushkov, A. V. 2011, «Modeling metal nanoparticle formation, studying structural, physicochemical properties of nanoparticles and nanocomposites», Proceedings of TulSU. Natural Sciences, no. 2, pp. 241¬253 (in Russian).
  2. Khamidulina, H. H., Davydova, Yu. O. 2011, «International approaches to assessment of toxicity and hazards of nanoparticles and nanomaterials», Toksikologichesky vestnik, no. 6, pp. 53-57 (in Russian).
  3. Balbus, J. M., Maynard, A. D., Colvin, V. L. 2007, «Meeting Report: Hazard assessment for nanoparticles - Report from an interdisciplinary Workshop», Envir. Health Persp., Vol. 115, no. 11, pp. 1664-1669. https://doi.org/10.1289/ehp.10327
  4. George, S., Lin, Z. Ji, Thomas, C. R. 2012, «Surface defects on plate-shaped silver nanoparticles contribute to its hazard potential in a fish gill cell line and zebrafish embryos», ACS Nano, Vol. 6, no. 5, pp. 3745-3759. https://doi.org/10.1021/nn204671v
  5. Bokyung, Kong, Ji Hyun Seog. 2011, «Experimental considerations on the cytotoxicity of nanoparticles», Nanomedicine (Lond), Vol. 6, no. 5, pp. 929-941. https://doi.org/10.2217/nnm.11.77
  6. Lee, N. 2012, «Nanotechnology and occupational health in Korea», Asian - Pacific Newslett on Occup Health and Safety, no. 19, pp. 60-61.
  7. Liu, G. 2013, «Delineating the pathways for the site- directed synthesis of individual nanoparticles on surfaces», PNAS, no. 110, pp. 887-891. https://doi.org/10.1073/pnas.1220689110
  8. Sun, Y. N., Sun, Y. N., Wang, C. D., Zhang, X. M. 2011, «Shape dependence of gold nanoparticles on in vivo acute toxicological effects and biodistribution», J. Nanosci. Nanotechnol, Vol.11, no. 2, pp. 1210-1216. https://doi.org/10.1166/jnn.2011.3094
  9. Sur, I. 2010, «Interaction of multi-functional silver nanoparticles with living cells», Nanotechnology, Vol .21, no. 17, p. 175104. https://doi.org/10.1088/0957-4484/21/17/175104
  10. http://sfiz.ru/page.php?al=uchenye_vyjasnili_chto_f
  11. http://www.pnas.org