Новости химической науки > Червоточины для попадания наночастиц в организм

В настоящее время исследователям известно совсем немного о том, как подпадание в природу доли из двух миллионов тонн наночастиц, производимых ежегодно, оказывает влияние на живые организмы и состояние окружающей среды.

Результаты нового исследования говорят о том, что земляные черви (Eisenia fetida) могут заглатывать наночастицы золота, содержащиеся в окружающей их почве, аккумулируя их в своих тканях. Это открытие весьма имеет существенное значение для экологии пищевых цепей.

Организмы, находящиеся в основании пищевой пирамиды, как, например, земляные черви, могут заглатывать наночастицы, находящиеся в почве, и передавать их животным, находящихся на более высоких уровнях пищевых цепей.

В настоящее время производители добавляют наночастицы в косметику, текстильные изделия и медицинские устройства. Даже обычное применение продуктов, содержащих наночастицы, например, простая стирка одежды может приводить к попаданию наночастиц в сточные воды и, затем, в осадок сточных вод. В США и Европе фермеры часто используют осадки сточных вод в качестве удобрений.

Исследователи из группы специалиста по токсикологии окружающей среды Язон Унрайн (Jason Unrine) из Университета Кентукки поставили перед собой задачу узнать, могут ли наночастицы, попадающие на поля, удобряемые осадками сточных вод, оказаться включенными в систему пищевых цепей. Унрайн отмечает, что, поскольку в таких системах наноматериалы образуют агрегаты с частицами почвы, исследователи весьма скептически относились к возможности аккумуляции этих частиц организмами непосредственно из почвы.

Для проверки своего предположения исследователи из группы Унрайна поместили земляных червей – организмов, находящихся в основании пищевой пирамиды, в искусственную почву, в которую специально были внесены наночастицы золота. Выбор наночастиц золота был обусловлен тем, что они стабильны, нерастворимы и могут быть легко обнаружены существующими аналитическими методами, и можно относительно легко отслеживать их движение по организму.

Через 28 дней ткани червей были изучены на предмет содержания наночастиц. Первоначально исследователи изучили ткани червей с помощью метода лазерной абляционной масс-спектрометрии [ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS)] для изучения общего распределения золота в тканях земляных червей. Затем с помощью синхротронной рентгеновской микроспектроскопии [synchrotron-based X-ray microspectroscopy] зон с повышенным содержанием золота было подтверждено, что в тканях червей золото присутствует в металлической, а не ионной форме.

Было обнаружено, что наночастицы золота диаметром 20 и 55 нм аккумулируются организмами земляных червей; наивысшая концентрация наночастиц золота была зарегистрирована для их пищеварительного тракта.

Хотя аккумуляция наночастиц в организме червей не приводила к существенному увеличению их смертности, черви, развивавшиеся в земле с наночастицами, давали на 90% меньше потомства, чем черви из контрольной партии, которые не подвергались воздействию наночастиц. В дальнейших планах Унрайна более детальное изучение биологического отклика организма земляных червей на наноматериалы.

Специалист по защите окружающей среды из Университета Браун, Роберт Хёрт (Robert Hurt) заявляет, что результаты работы являются наглядным свидетельством в пользу того, что наночастицы могут попадать в организм непосредственно из почвы и накапливаться в тканях. Исследователь добавляет, что новая работа имеет большое значение для экологии наносистем, поскольку, хотя концентрация наночастиц в окружающей среде неопасна для здоровья человека, влияние этих объектов может усиливаться, если наночастицы будут концентрироваться, перемещаясь от низших звеньев пищевых цепей к высшим.

Источник: Environ. Sci. Technol., DOI: 10.1021/es101885w

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #нанотехнологии