Mindre sølv nanopartikler mere tilbøjelige til at blive absorberet af vandlevende organismer, undersøgelse finder

Mere end 2, 000 forbrugerprodukter indeholder i dag nanopartikler - partikler så små, at de måles i milliarddele af en meter.

Producenter bruger nanopartikler til at hjælpe solcreme med at arbejde bedre mod solens stråler og for at gøre atletisk tøj bedre til at transportere fugt væk fra kroppen, blandt mange andre formål.

Af disse produkter, 462 - lige fra tandpasta til yogamåtter - indeholder nanopartikler fremstillet af sølv, som bruges til deres evne til at dræbe bakterier. Men den fordel kommer måske til en pris for miljøet. I mange tilfælde, simpelthen ved at bruge produkterne efter hensigten får sølvnanopartikler til at ende i floder og andre vandområder, hvor de kan indtages af fisk og interagere med andet havliv.

For forskere, et centralt spørgsmål har været i hvilket omfang organismer bevarer disse partikler, og hvilke virkninger de kan have.

En ny undersøgelse fra University of California Center for Environmental Implications of Nanotechnology har fundet ud af, at mindre sølv -nanopartikler var mere tilbøjelige til at komme ind i fiskens kroppe, og at de vedvarede længere end større sølvnanopartikler eller flydende sølvnitrat. Studiet, offentliggjort online i tidsskriftet ACS Nano , blev ledet af UCLA postdoktorale forskere Olivia Osborne og Sijie Lin, og Andre Nel, direktør for UCLA's Center for Environmental Implications of Nanotechnology og associeret direktør for California NanoSystems Institute ved UCLA.

Nel sagde, at selvom det endnu ikke vides, om sølvnanopartikler er skadelige, forskergruppen ønskede først at identificere, om de overhovedet blev absorberet af fisk. CEIN, som er finansieret af National Science Foundation, er fokuseret på at studere nanoteknologiens virkninger på miljøet.

I undersøgelsen, forskere placerede zebrafisk i vand, der indeholdt flydende sølvnitrat og to størrelser sølvnanopartikler - nogle måler 20 nanometer i diameter og andre 110 nanometer. Selvom forskellen i størrelse mellem disse to partikler er så lille, at den kun kan ses ved hjælp af kraftfulde transmissionselektronmikroskoper, forskerne fandt ud af, at de to størrelser af partikler påvirkede fisken meget forskelligt.

Forskerne brugte zebrafisk i undersøgelsen, fordi de har nogle genetiske ligheder med mennesker, deres embryoner og larver er gennemsigtige (hvilket gør dem lettere at observere). Ud over, de har en tendens til at optage kemikalier og andre stoffer fra vand.

Osborne sagde, at teamet fokuserede sin forskning på fiskens gæller og tarm, fordi de er de organer, der er mest modtagelige for sølveksponering.

"Gællerne viste et betydeligt højere sølvindhold for 20-nanometeret end 110-nanometerpartiklerne, mens værdierne var mere ens i tarmene, " hun sagde, tilføjede, at begge størrelser af sølvpartiklerne blev tilbageholdt i tarmene, selv efter at fisken havde tilbragt syv dage i rent vand. "Den mest interessante afsløring var, at forskellen i størrelse på kun 90 nanometer gjorde en så markant forskel i partiklernes adfærd i gællerne og tarmene."

Eksperimentet var et af de mest omfattende in vivo -undersøgelser til dato om sølvnanopartikler, såvel som den første til at sammenligne sølv-nanopartikeltoksicitet efter omfanget af organgennemtrængning og varighed med forskellige partikler, og den første til at demonstrere en mekanisme for forskellene.

Osborne sagde, at resultaterne synes at indikere, at mindre partikler trængte dybere ind i fiskens organer og blev der længere, fordi de opløses hurtigere end de større partikler og lettere optages af fisken.

Lin sagde, at resultaterne indikerer, at virksomheder, der bruger sølvnanopartikler, skal finde en balance, der anerkender deres fordele og deres potentiale som et forurenende stof. Brug af lidt større nanopartikler kan hjælpe med at gøre dem noget mere sikre, for eksempel, men det kan også gøre de produkter, de bruges i, mindre effektive.

Han tilføjede, at data fra undersøgelsen kunne oversættes for at forstå, hvordan andre nanopartikler kunne bruges på mere miljømæssigt bæredygtige måder.

Nel sagde, at holdets næste trin er at afgøre, om sølvpartikler er potentielt skadelige. "Vores forskning vil for alvor fortsætte med at afgøre, hvad de langsigtede virkninger af denne eksponering kan være, " han sagde.