ВЛИЯНИЕ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ НА МОДИФИКАЦИЮ БИОАКТИВНОСТИ МАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ
https://doi.org/10.36946/0869-7922-2020-1-54-60
Аннотация
В стандартизованных тест-системах проведены исследования воздействия магнитных наноматериалов на основе железа на живые системы – фотосинтезирующие растения. Проведено сравнение действия наночастиц магнетита и маггемита после стабилизации их поверхности гуминовыми кислотами по реакциям микроводорослей Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb. и проростков семян высших растений – горчицы белой Sinapis alba L. Оценивали динамику ростовых тест-функций по изменению флуоресценции хлорофилла в суспензии микроводорослей и по изменению длины корней проростков семян при инкубации с исследуемыми препаратами относительно контрольных вариантов (без препаратов). Установлено, что обработка гуминовыми кислотами, достаточная для стабильности наночастиц железа по показателям фазового состояния, не обеспечивает снижение токсичности маггемита в обеих тест-системах. Обсуждаются возможные механизмы изменения экотоксичности синтезированных магнитных нанопрепаратов железа при взаимодействии с живыми системами в среде их роста.
Об авторах
Л. С. Бондаренко
ФГБОУ ВО Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет)
Россия
Россия
Бондаренко Любовь Сергеевна, аспирант, инженер
125993, г. Москва
П. В. Учанов
ФГБУН Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук
Россия
Россия
Учанов Павел Владимирович, младший научный сотрудник
119071, г. Москва
Н. Г. Чистякова
ФГБОУ ВО Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова
Россия
Россия
Чистякова Наталья Георгиевна, доцент
119992, г. Москва
В. А. Терехова
ФГБОУ ВО Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова; ФГБОУ ВО Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова
Россия
Россия
Терехова Вера Александровна, доктор биологических наук, профессор, заведующая лабораторией экотоксикологического анализа почв, МГУ им. М.В.Ломоносова
119992, г. Москва; 117997, Москва
К. А. Кыдралиева
ФГБОУ ВО Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет); ФГБОУ ВО Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова
Россия
Россия
Кыдралиева Камиля Асылбековна, доктор химических наук, профессор
125993, г. Москва; 119992, г. Москва
Список литературы
1. Mahmoudi, M., Hofmann, H., Rothen-Rutishauser, B., Petri-Fink, A. Assessing the in vitro and in vivo toxicity of superparamagnetic iron oxide nanoparticles. Chemical Reviews.2011;112:2323-2338.
2. Lefevre, E., Bossa, N., Wiesner, M.R., Gunsch, C.K. A review of the environmental implications of in situ remediation by nanoscale zero valent iron (nZVI): behavior, transport and impacts on microbial communities. Science of the Total Environment. 2016; 565: 889-901.
3. Schwaminger S.,Bauer D., Fraga-GarcíaP., Wagnerb F., and Berensmeier S. Oxidation of magnetite nanoparticles: impact on surface and crystal propertiesCrystEngComm. 2017; 19: 246.
4. Aruoja, S., Pokhrel, M., Sihtmäe, M., Mortimer, L. Mädler, Kahru,A. Toxicity of 12 metal-based nanoparticles to algae, bacteria and protozoa. Environmental Science Nano. 2015; 2: 630–644.
5. Hotze, E.M., Phenrat, T., Lowry, G.V. Nanoparticle aggregation: challenges to understanding transport and reactivity in the environment. Journal of Environmental Quality. 2010; 39: 1909-1924
6. Phenrat, T., Saleh, N., Sirk, K., Kim, H.J., Tilton, R.D., Lowry, G.V. Stabilization of aqueous nanoscale zerovalent iron dispersions by anionic polyelectrolytes: adsorbed anionic polyelectrolyte layer properties and their effect on aggregation and sedimentation. Journal of Nanoparticle Research. 2008; 10: 795-814.
7. Tombacz, E., Toth, I.Y., Nesztor, D., Illes, E., Hajdú, A., Szekeres, M., и др. Adsorption of organic acids on magnetite nanoparticles, pH-dependent colloidal stability and salt tolerance. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2013. 435: 91-96
8. Sheng, A., Liu, F., Xie, N., Liu, J. Impact of proteins on aggregation kinetics and adsorption ability of hematite nanoparticles in aqueous dispersions. Environmental Science & Technology. 2016; 50: 2228-2235
9. Jung, B., O’Carroll, D., Sleep, B. The influence of humic acid and clay content on the transport of polymer-coated iron nanoparticles through sand. Sciece of the Total Environment. 2014; 496: 155-164
10. Li, W., Lee, S.S., Mittelman, A.M., Liu, D., Wu, J., Hinton, и др. Aqueous aggregation behavior of engineered superparamagnetic iron oxide nanoparticles: effects of oxidative surface aging. Environmental Science & Technology. 2016; 50: 12789-12798.
11. Philippe, A., Schaumann, G.E. Interactions of dissolved organic matter with natural and engineered inorganic colloids: a review. Environmental Science & Technology. 2014; 48: 8946-8962
12. Wang, H., Adeleye, A.S., Huang, Y., Li, F., Keller, A.A. Heteroaggregation of nanoparticles with biocolloids and geocolloids. Advances in Colloid and Interface Science. 2015; 226: 24-36
13. Pom ogailo AD, Kydralieva KA, Zaripova AA, Muratov VS, Dzhardimalieva GI, Pomogailo SI, и др. Magnetoactive humic-based nanocomposites. Macromolecular Symposia. 2011; 304: 18-23.
14. Guidance on sample preparation and dosimetry for the safety testing of manufactured nanomaterials. OECD Environment, Health and Safety Publications Series on the Safety of Manufactured Nanomaterials. 2012, 36: 1-93.
15. Persoone G. Recent new microbiotests for cost-effective toxicity monitoring: the Rapidtoxkit and the Phytotoxkit. 12th International Symposium on Toxicity Assessment, Brno, Czech Republic, 2005. 112.
16. MicroBio Test Inc. Belgium. http://www.microbiotests.be (доступно на 7 февраля 2016)
17. Ministry of Natural Resources and Environment of the Russian Federation. Russian Federation. http://www.mnr.gov.ru (доступно на 7 февраля 2016)
18. Терехова В.А., Воронина Л.П., Гершкович Д.М., Ипатова В.И., Исакова Е.Ф., Котелевцев С.В., и др. Биотест-системы для задач экологического контроля: Методические рекомендации по практическому использованию стандартизованных тест-культур. М., Доброе слово. 2014.
19. Kydralieva K.A, Dzhardimalieva GI, Yurishcheva AA, Jorobekova SJ. Nanoparticles of magnetite in polymer matrices: synthesis and properties. Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials. 2016; 26: 1212-1220.
20. Cor nell R.M., Schwertmann U. The iron oxides. Structure, properties, reactions, occurrences and uses. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH, 2003. 664
21. Lei C, Sun Y, Tsang D., Lin D., Environmental transformations and ecological effects of iron-based nanoparticles. Environmental Pollution 2017; 232: 1-21
22. Chen P.J., Tan S.W., Wu W.L. Stabilization or oxidation of nanoscale zerovalent iron at environmentally relevant exposure changes bioavailability and toxicity in medaka fish. Environmental Science & Technology. 2012; 46: 8431-8439.
23. Keenan, C.R., Goth-Goldstein, R., Lucas, D., Sedlak, D.L. Oxidative stress induced by zero-valent iron nanoparticles and Fe(II) in human bronchial epithelial cells. Environmental Science &Technology. 2009; 43: 4555-4560.
24. Lewinski, N., Colvin, V., Drezek, R. Cytotoxicity of nanoparticles. Smal. 2008; 4: 26-49.
25. Xie, Y.K., Dong, H., Zeng, G., Tang, L., Jiang, Z., Zhang, C., и др. The interactions between nanoscale zero-valent iron and microbes in the subsurface environment: a review. Journal of Hazard. Materials. 2017; 321: 390-407.
Рецензия
При поддержке: Данное исследование проводится в рамках гранта РФФИ № 18-33-01270.
Для цитирования:
Бондаренко Л.С., Учанов П.В., Чистякова Н.Г., Терехова В.А., Кыдралиева К.А. ВЛИЯНИЕ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ НА МОДИФИКАЦИЮ БИОАКТИВНОСТИ МАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ. Токсикологический вестник. 2020;(1):54-60. https://doi.org/10.36946/0869-7922-2020-1-54-60
For citation:
Bondarenko L.S., Uchanov P.V., Chistyakova N.G., Terekhova V.A., Kydralieva K.A. INFLUENCE OF HUMIC ACIDS ON THE MODIFICATION OF THE BIOACTIVITY OF MAGNETIC NANOPARTICLES. Toxicological Review. 2020;(1):54-60. (In Russ.) https://doi.org/10.36946/0869-7922-2020-1-54-60
Просмотров: 607
Послать статью по эл. почте 