ВЛИЯНИЕ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ НА МОДИФИКАЦИЮ БИОАКТИВНОСТИ МАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ

Обложка

Цитировать

Полный текст

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)

Автор, ответственный за переписку.
Email: l.s.bondarenko92@gmail.com

Бондаренко Любовь Сергеевна, аспирант, инженер

125993, г. Москва

Россия

П. В. Учанов

ФГБУН Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук

Email: p.uchanov@gmail.com

Учанов Павел Владимирович, младший научный сотрудник

119071, г. Москва

Россия

Н. Г. Чистякова

ФГБОУ ВО Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова

Email: nchistyakova@yandex.ru

Чистякова Наталья Георгиевна, доцент

119992, г. Москва

Россия

В. А. Терехова

ФГБОУ ВО Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова; ФГБОУ ВО Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова

Email: vterekhova@gmail.com

Терехова Вера Александровна, доктор биологических наук, профессор, заведующая лабораторией экотоксикологического анализа почв, МГУ им. М.В.Ломоносова

119992, г. Москва; 117997, Москва

Россия

К. А. Кыдралиева

ФГБОУ ВО Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет); ФГБОУ ВО Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова

Email: kamila.kydralieva@gmail.com

Кыдралиева Камиля Асылбековна, доктор химических наук, профессор

125993, г. Москва; 119992, г. Москва

Россия

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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Бондаренко Л.С., Учанов П.В., Чистякова Н.Г., Терехова В.А., Кыдралиева К.А., 2020


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 81728 от 11 декабря 2013.