Dżdżownice jako marker szkodliwości nanocząstek bieli tytanowej

Dżdżownice jako marker szkodliwości nanocząstek bieli tytanowej

Za pomocą atomowej spektrometrii emisyjnej z wzbudzaniem plazmowym ( ICP-AES) naukowcy z Uniwersytetu Paula Verlaine w Metz określili stopień pochłaniania nanocząstek bieli tytanowej przez organizmy dżdżownic. Badania te stanowią ważny krok w określeniu wpływu na środowisko coraz szerzej stosowanych nanomateriałów.

Na dzień dzisiejszy niewiele jest publikacji określających wpływ nanocząstek na środowisko naturalne, nie wiadomo czy nanocząstki któe są akumulowane przez otoczenie jak i te które ulegają degradacji niosą ze sobą ryzyko skażeń. Stopień ryzyka zależy od właściwości fizycznych i chemicznych danej grupy nanocząstek, w związku z tym nie da się powiedzieć, że ogólnie nanocząstki są szkodliwe lub nie.

Emilie Bigorgne wraz ze współpracownikami z Uniwersytetu Paula Verlaine w Metz zbadali stopień pochłaniania i toksyczność nanocząstek bieli tytanowej i jej pochodnych przez dżdżownice z gatunku Eisenia fetida. Wybór dżdżownic jako obiektu badań został podyktowany ich krytyczną rolą w użyźnianiu gleby oraz szerokie zastosowanie w badaniach kulminowania metali ciężkich i zanieczyszczeń organicznych. Nanocząstki bieli tytanowej są szeroko stosowane jako filtry UV w kosmetykach (np. kremach do opalania), w samoczyszczących się oknach, w opakowaniach, farbach.

Francuscy naukowcy w 1 fazie eksperymentu poddali dżdżownice działaniu suspensji zawierajacej 0,1 , 1 i 10 mg /l bieli tytanowej i jej pochodnych przez 24 godziny. Na bazie późniejszej analizy ICP-AES okazało się, że tylko w przypadku największego stężenia bieli tytanowej dochodziło do bioakumulacji tej substancji. Za pomocą dyfrakcji laserowej określono maksymalną wielkość cząstek na poziomie 700 mikrometrów.

Na podstawie właściwości fotokatalitycznych bieli tytanowej można wysnuć wniosek, że jej nanocząstki mogą powodować stres oksydacyjny – i tak w istocie wykazały analizy. Badacze zaobserwowali za pomocą techniki PCR zwiększoną ekspresję metallotioneiny (MT) i dysmutazy nadtlenkowej mRNA (SOD). Zaobserwowano również podczas innego badania, że biel tytanowa zapoczątkowała apoptozę. Co ciekawe nie zaobserwowano cytotoksyczności produktów przemiany bieli tytanowej natomiast produkty te zmniejszały zdolność systemu immunologicznego do fagocytozy – nawet przy steżeniu 0,1 mg/l.

Badania francuskich naukowców wskazują, że bioakumulacja bieli tytanowej może prowadzić do zmian w organizmach żywych.

(pj)