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

Наночастинки металів, методи отримання, сфери застосування, фізико-хімічні та токсичні властивості

Наночастинки металів, методи отримання, сфери застосування, фізико-хімічні та токсичні властивості

4(37) 2013

https://doi.org/10.33573/ujoh2013.04.062

Трахтенберг І. М., Дмитруха Н. М.

Наночастинки металів, методи отримання, сфери застосування, фізико-хімічні та токсичні властивості

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

Повна стаття (PDF), UKR

Вступ. Сьогодні в світі, зокрема в Україні, проводяться інтенсивні дослідження з отримання наночастинок металів, впровадження їх у практичну діяльність, визначення потенційних ризиків та безпечності для здоров’я людини і довкілля.

Мета дослідження. Вивчення та узагальнення даних світової літератури, а також аналіз результатів власних досліджень щодо характеристики наночастинок металів, методів їх отримання, сфер застосування та токсичних властивостей.

Матеріали та методи дослідження. Аналітичний огляд наукових публікацій з використанням бази даних Роїіаіпапо, PubMed та Національної бібліотеки України імені В. І. Вернадського.Результати. У статті викладено дані щодо методів отримання, сфер застосування наночастинок металів та їхніх властивостей (фізико-хімічних, токсичних).

Висновки. Сполуки металів у вигляді наночастинок мають інші фізико-хімічні властивості порівняно з їхніми мікро- та іонними формами. Їхня токсичність залежить від таких характеристик, як розмір, структура, площа поверхні, вид металу, спосіб отримання, а також біологічних моделей, на яких проводяться дослідження.

Ключові слова: наноматеріали, нанотоксичність, наночастинки металів, біобезпека

Література

  1. Balabanov, V. I. 2009, Nanotechnology, Science of future. M.: Eksmo, pp. 215-220 (in Russian).
  2. Chekman, I. S. 2009, «Nanoparticles: Properties and prospects of use», Ukrainian bichemical journal, Vol. 81, no.1, pp. 122-129 (in Ukrainian).
  3. Sitar O., Novitsky, N. V., Taran, N. Yu. et al., 2010, «Nanotechnology in modern agriculture», Physics of living, Vol. 18, pp. 113-116 (in Ukrainian).ISO/TS 11360: 2010. Nanotechnologies.
  4. Methodology for the classification and categorization of nanomaterials, Ed. 2010 -07-15. 32 p. 5.
  5. Chekman, I. S., Serduk, A. M., Kundiyev, Y. I., Trakhtenberg, I. M. et al. 2009, «Nanotoxicology: directions of research (Review)», Environment and Health, no. 1 (48), pp. 3-7 (in Ukrainian).
  6. State scientific and technological program «Nanotechnologies and nanomaterials» for 2010-2014 (Decree of the Cabinet of Ministers of Ukraine of 28 October 2009, No 1231), 2009, Official Heald of Ukraine, no. 90, 9 p.
  7. Kartel, M. T., Tereschenko, V. P. 2008, «The concept of the methodology of identification and toxicological studies and risk assessment of nanomaterials for human health and the environment in their production and use», Chemistry, Physics and Technology surface. Kiev: Naukova Dumka, Issue 14, pp. 565-583 (in Ukrainian).
  8. Prodanchuk, N. G., Balan, G. M. 2009, «Nano- toxicology: Status and prospects of research», Modern problems of toxicology, no. 3-4, pp. 4-18 (in Russian).
  9. Pavlyho, T. N., Serduk, G. G. 2010, «Classification of nanomaterials in international standardization», Nanostructural science of materials, no. 4, pp. 92-99 (in Ukrainian).
  10. Andrusishina, I. N. 2011, «Metal nanoparticles: methods of detection, physical and chemical properties, methods of research and evaluation of toxicity», Modern problems of toxicology, no. 3, pp. 5-14 (in Russian).
  11. Volkov, S. V., Kovalchuk, S. P, Henko, V. M., Reshetniak, O. V. 2008, Nanochemistry. Nanosystems. Nanomaterials. Kyiv: Naukova Dumka, 422 p. (in Ukrainian).
  12. Borisevich, V. B., Kaplunenko, V. G., Kosinov, N. V. [et al.]. 2012, Nanomaterials and nanotechnology in veterinary practice. K.: Avitsena, 512 p.
  13. Rayevska, O. E., Grodzyuk, G. Ya., Dzhagan, V. M., Stroyuk, O.L., Kuchmiy, S.vYa., Plyusnin, V. F., Gri- vin, V. P., Valakh, M. Ya. 2010, «Synthesis and char acterization of white-emitting CdS quantum dots stabilized with polyethylenimine», J. Phys. Chem.,V. 114, no. 51, pp. 22478-22486. https://doi.org/10.1021/jp108561u
  14. Shahverdy, A. R., Fakhimi, Ali, Minaian, Sara, 2007, «Synthesis and effect of silver nanopracles on the antibacterial activity of different antibiotics against Staphylococcus and Escherichia coli», Nanovedicine- Nanotechnology biology and medicine, Vol. 3 (2), pp. 168-171. https://doi.org/10.1016/j.nano.2007.02.001
  15. Alt, V., Bechert, Th., Steinrucke, P. et al. 2004, «An in vitro assessment of the antibacterial properties and cytotoxicity of nanoparticulate silver bone cement», Biomaterials, Vol. 25 (18), pp. 4383-4391. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2003.10.078
  16. Braydich-Stolle, L., Hussain, S., Schlager, J. 2005, «Cytotoxicity of nanoparticles of silver in mammalian cells», Toxicological Sciences, Vol. 3, no. 2, pp.38-42.
  17. Ji, J.H. 2007, «Twenty-eight-day inhalation toxicity study of silver nanoparticles in Sprague-Dawley rats», Inhalation Toxicology, Vol. 19, no. 10, pp. 857-871. https://doi.org/10.1080/08958370701432108
  18. Susan, W. P. Wijnhoven, Willie, J. G. M. Peijnen- burgb; Carla A. Herberts et al. 2009, «Nano-silver - a review of available data and knowledge gaps in human and environmental risk assessment», Nanotoxicology, Vol. 3, no. 2, pp.109-138. https://doi.org/10.1080/17435390902725914
  19. Dykman, L. A., Bogatyrev, V. A., Goldfinches, S. Y. et al. 2008, Gold nanoparticles: synthesis, properties and biomedical use. Moscow: Nauka, 319 p. (in Russian).
  20. Suleimanova, L. V. 2009, «Morphological changes of organs and tissues in experimental animals, exposed to nanoparticles of gold», Abstract. Thesis, dissert. cand. med.sci. 14.0015., Saratov, 24 p. (in Russian).
  21. Dybkova, S. M., Reznichenko, L. S., Gruzina, T. F., Ulberh, Z. R. 2010, «Assesment in vivo DNA-damaging action of gold nanoparticles of different size», Biotechnology, Vol. 3, no. 3, pp.66-71 (in Ukrainian).
  22. Kovalenko, L. V., Folmanis, G. E. 2006, Dietary iron nanopowders. Moscow: Nauka, 124 p. (in Russian).
  23. Kazneselson, B. A., Privalova, L. I., Kuzmin, S. et al. 2010, «The experimental data for estimatation of pulmonotoxicological and resorptive toxicity of magnetite particles (Fe3O4) of nano-and micrometer size, Journal of Toxicology, no. 2, pp. 17-24 (in Russian).
  24. Lizeng Gao, Jie Zhuang, Leng Nie 2007, «Intrinsic peroxidase-like activity of ferromagnetic nanoparticles», Nanotechnology, Vol. 2, no. 9, pp. 577-583. https://doi.org/10.1038/nnano.2007.260
  25. Heinlaan, M., Ivask, A., Blinov, I. et al. 2008, «Toxicity of nanosized and bulk ZnO, CuO and TiO2 to bacteria Vibrio fischeri and crustaceans Daphnia magna and Thamnocephalus platyurus», Chemosphere, Vol. 71, no. 7, pp. 1308-1316. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2007.11.047
  26. Chen, Z., Meng, H., Hing, G. 2006, «Acute toxicological affects of copper nanoparticles in vivo», Toxicology Letters, Vol. 163, pp. 109-120. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2005.10.003
  27. Wang, B. 2006, «Acute toxicity of nano- and microscale zinc powder in healthy adult mice», Toxicology Letters, Vol. 161, no. 2, pp. 115-123. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2005.08.007
  28. Kang, S. J. 2008, «Titanium dioxide nanoparticles trigger p53-mediated damage response in peripheral blood lymphocytes», Environmental Molecules Mutagens, Vol. 49, no. 5, pp. 399-405. https://doi.org/10.1002/em.20399
  29. Wang J., Zhou G., Chen C. 2007, «Acute toxicity and biodistribution of different sized titanium dioxide particles in mice after oral administration», The journal of phisical chtmistry, Vol. 168, pp. 176-185. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2006.12.001
  30. Chen, H. W., Su, S. F., Chien, C. T., Lin, W. H. 2006, «Titanium dioxide nanoparticles induse emphysema-like lung injury in mice», FASEB J., no. 20, pp. 2393-2395. https://doi.org/10.1096/fj.06-6485fje
  31. Chen, L. 2008, «Manufactured aluminum oxide nanoparticles decrease expression of tight junction proteins in brain vasculare», J. Neuroimmune Pharmacology, Vol. 3, no. 4, pp. 286-295. https://doi.org/10.1007/s11481-008-9131-5
  32. Knirsch, W., Kern, K., Schleh, C., Adelhelm, C. 2006, «Nanoparticulate vanadium oxide potentiated vanadium toxicity in human lung cells», Environ. Scin. Technol., Vol. 41, no. 1, pp. 331-336. https://doi.org/10.1021/es061140x
  33. Hardman, R. 2006, «A toxicologic review of quantum dots: toxicity depends on physicochemical and environmental factors», Environ. Health Perspective, Vol. 114, no. 2, pp. 165-172. https://doi.org/10.1289/ehp.8284
  34. Wasana Senevirathna, Ruth Kiro, Rachel Rosen, et al. 2009, «CdSe quantum dots induce superoxide stress in engineered biosensor bacteria», Nanotoxicology, Vol. 3, no. 2, pp. 98-108. https://doi.org/10.1080/17435390802546089
  35. Korolenko, T., Dmytrukha, N., Marchenko, M. 2010, «Assessment of biological activity of Cu, Zn, Fe, Mg citrates, produced in nanotechnology by in vitro studies», Book of abstracts of Ukrainian-German symposium on physics and chemistry of nanostructures and nanobiotechnology, Beregove, The Crimea, Ukraine, 6-10 September, 2010, pp. 257.
  36. Dmytrukha, N. M., Korolenko, T K., Marchenko, M. L. 2009, «Use of cell cultures in toxicological experiment», Modern problems of bioethics. Kyiv: Akademperiodika, pp. 166-171 (in Ukrainian).
  37. Marchenko, M. L., Bezdyenyezhnyh, N. A., Fahmy, M. 2011, «Study of metals nanoparticles cytotoxic impact on the human cells lines in in vitro experimets », Ukrainian Journal of Occupational Health, no. 1 (25), pp. 63-70 (in Ukrainian). https://doi.org/10.33573/ujoh2011.01.063
  38. Gubar, I. V., Ilchuk, O. S., Kupovska, S. I. et al. 2012, «The influence of lead micro-and nanoparticles on proteins in the system of blood coagulation in vitro», Tauride Medical and Biological Bulletin. Ukrainian scientific journal, Vol. 15, no. 1 (57), pp. 307-309 (in Ukrainian).
  39. Lubyanova, I. P., Krasnokutskaya, L. M., Dmytrukha, N. N., Legkostup L. A. et al. 2011, «Noninvasive determination of iron cumulation in the rat liver with lead intoxication», Ukrainian Journal of Occupational Health, no. 3 (27), pp. 43-47 (in Russian) https://doi.org/10.33573/ujoh2011.03.043
  40. Apykhtina, E. L., Sokurenko, L. M., Chaikovsky Yu. B. et al. 2012, «Change of the content of fatty acids in brain tissues of animals after influence of nanoparticles of lead sulfide of different size», Sience and Education, December 18 th-19th 2012. 4, Vol. II, pp 38-442.