<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">sevin</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">ПОВОЛЖСКИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Povolzhskiy Journal of Ecology</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-7318</issn><issn pub-type="epub">2541-8963</issn><publisher><publisher-name>Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН; Товарищество научных изданий КМК.</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.18500/1684-7318-2018-3-340-348</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">sevin-120</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Оценка токсичности металл/углеродного нанокомпозита меди методом биотестирования</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Estimation of the Toxicity of a Metal/Carbon Nanocomposite of Copper by Biotesting</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Худякова</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Khudyakova</surname><given-names>Anna V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>426067, Ижевск, Т. Барамзиной, 34</p></bio><bio xml:lang="en"><p>34 T. Baramzina Str., Izhevsk 426067</p><p> </p></bio><email xlink:type="simple">khudyakova.ana@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Леконцева</surname><given-names>Т. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Lekontseva</surname><given-names>Tatyana G.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>426067, Ижевск, Т. Барамзиной, 34</p></bio><bio xml:lang="en"><p>34 T. Baramzina Str., Izhevsk 426067</p><p> </p></bio><email xlink:type="simple">khudyakova.ana@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Федоров</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Fedorov</surname><given-names>Alexander V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>426067, Ижевск, Т. Барамзиной, 34</p></bio><bio xml:lang="en"><p>34 T. Baramzina Str., Izhevsk 426067</p><p> </p></bio><email xlink:type="simple">khudyakova.ana@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Udmurt Federal Research Center, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2018</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>05</day><month>07</month><year>2019</year></pub-date><volume>0</volume><issue>3</issue><fpage>340</fpage><lpage>348</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Худякова А.В., Леконцева Т.Г., Федоров А.В., 2019</copyright-statement><copyright-year>2019</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Худякова А.В., Леконцева Т.Г., Федоров А.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Khudyakova A.V., Lekontseva T.G., Fedorov A.V.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://sevin.elpub.ru/jour/article/view/120">https://sevin.elpub.ru/jour/article/view/120</self-uri><abstract><p>Оценено токсическое действие металл/углеродного нанокомпозита меди (МеС НК Cu) на семена высших растений и бактериальный сенсор «Эколюм-8». Установлено достоверное ингибирующее воздействие 0.1%-ного наноматериала на проростки семян редиса. Стимулирующий эффект на развитие корней данной культуры обнаружен при концентрации препарата 1×10-8 % (на 11.3%), однако он был несущественным. При использовании в качестве тест-объекта пшеницы отмечено подавление роста корней при обработке семян нанокомпозитом в концентрации 0.1 и 0.01%, (уменьшение составило 30.2 и 79.6% соответственно). Стимулирующего влияния на корневую систему пшеницы не выявлено. На развитие надземной части проростков пшеницы препарат также не оказывал влияния, за исключением подавления роста на 60.0% в варианте с обработкой 0.1%-ным раствором МеС НК Cu. В качестве второго объекта биотестирования использовали лиофилизированные клетки штамма Escherichia coli К12 TG1 (pXen7), содержащего полный lux-оперон Photorhabdus luminescens. На основе биолюминесцентного анализа выявлено, что все исследуемые концентрации нанокомпозита меди были сильно токсичными для бактериального штамма (индекс токсичности &gt; 70%). Величина токсикологического параметра ЕС50, соответствующая концентрациии вещества, вызывающей 50% ингибирование свечения сенсорного микроорганизма по сравнению с контролем, оказалась ниже минимальной тестируемой концентрации растворов МеС НК Cu. Расчет производили математически, и вероятное значение ЕС50 оказалось равным 0.016 мкг/мл.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The toxic effect of a metal/carbon copper nanocomposite (Me/C Cu NC) on higher plant seeds and the bacterial sensor “Ecolum-8” was evaluated. A significant inhibitory effect of 0.1% nanomaterial on the seedlings of radish seeds was established. Some stimulating effect on the development of the roots of this culture was found at a concentration of 1 · 10–8 %, but it was insignificant (by 11.3%). When wheat was used as a test object, its root growth was inhibited when the seeds were treated with the nanocomposite at a concentration of 0.1 and 0.01% (a decrease of 30.2 and 79.6%, respectively). No stimulating effect on the wheat root system was revealed. The preparation also had no effect on the development of the aerial part of wheat seedlings, with the exception of 60.0% growth inhibition in the option of treatment with a 0.1% MeC Cu NC solution. Lyophilized cells of Escherichia coli K12 TG1 strain (pXen7) containing the full lux-operon of Photorhabdus luminescens were used as a second biotesting object. Based on bioluminescence analysis, it was found that all studied concentrations of the copper nanocomposite were highly toxic for the bacterial strain (the toxicity index &gt;70%). The value of the toxicological parameter EC50, corresponding to the concentration of the substance that causes 50% inhibition of the luminescence of the sensory microorganism as compared with the control, turned out to be lower than the minimum tested concentration of the MeC NC Cu solutions. The calculation was made mathematically, and the probable value of EC50 was equal to 0.016 μg / ml.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>биотестирование</kwd><kwd>семена высших растений</kwd><kwd>биолюминесценция</kwd><kwd>бактериальный сенсор «Эколюм-8»</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>biotesting</kwd><kwd>higher plant seeds</kwd><kwd>bioluminescence</kwd><kwd>bacterial sensor “Ecolum-8”</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Абраменко Н. Б. Исследование и моделирование токсического действия наночастиц серебра на гидробионтах: дис… канд. хим. наук. М., 2017. 122 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Abramenko N. B. Issledovanie i modelirovanie toksicheskogo dejstviya nanochastic serebra na gidrobiontah [Research and modeling of the toxic effect of silver nanoparticles on hydrobionts]. Diss. Cand. Sci. (Chem). Moscow, 2017. 122 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алешина Е. С., Дроздова Е. А. Оценка биотоксичности углеродных нанотрубок с использованием биотестов на основе люминесцирующих микроорганизмов// Вестн. Оренб. гос. ун-та. 2015. №10 (185). С. 126 – 129.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Aleshina E. S., Drozdova E. A. Biotoxicity assessment of carbon nanotubes using biotests based on luminescent microorganisms. Vestnik of the Orenburg State University, 2015, no. 10 (185), pp. 126 – 129 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Астафурова Т. П., Моргалёв Ю. Н., Зотикова А. П., Верхотурова Г. С., Михайлова С. И., Буренина А. А., Зайцева Т. А., Постовалова В. М., Цыцарева Л. К., Боровикова Г. В. Влияние наночастиц диоксида титана и оксида алюминия на морфофизиологические параметры растений// Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2011. №1 (13). С. 113 – 122.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Astafurova T. P., Morgalyov Yu. N., Zotikova A. P., Verhoturova G. S., Mihajlova S. I., Burenina A. A., Zajceva T. A., Postovalova V. M., Cycareva L. K., Borovikova G. V. Effect of nanoparticles of titanium dioxide and aluminum oxide on some morphophysiological characteristics of plants. Tomsk State University J., Boilogical Ser., 2011, vol. 13, no. 1, pp. 113–122 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гульченко С. И., Гусев А. А., Захарова О. В. Перспективы создания антибактериальных препаратов на основе наночастиц меди// Вестн. Тамб. ун-та. Сер. Естественные и технические науки. 2014. Т. 19, вып. 5. С. 1397 – 1399.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gulchenko S. I., Gusev A. A., Zaharova O. V. Prospects for creation antibacterial preparations based on copper nanoparticles. Tambov University Reports,Ser. Natural and Technical Sciences, 2014, vol. 19, iss. 5, pp. 1397–1399 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гусев А. А., Зайцева О. Н., Полякова И. А., Горшенева Е. Б., Емельянов А. В., Шутова С. В., Романцова С. В., Семилетова С. В., Ткачев А. Г., Пиляшенко Н. Е. Предварительные результаты комплексного биотестирования углеродного наноматериала–перспективного носителя лекарственных препаратов// Вестн. Тамб. ун-та. Сер. Естественные и технические науки. 2010. Т. 15, вып. 5. С. 1538 – 1540.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gusev A. A., Zajceva O. N., Polyakova I. A., Gorsheneva E. B., Emel'yanov A. V., Shutova S. V., Romancova S. V., Semiletova S. V., Tkachev A. G., Pilyashenko N. E. Preliminary results of complex biotesting of carbon nanomateral – perspective carrier of medical drug. Tambov University Reports,Ser. Natural and Technical Sciences, 2010, vol. 15, iss. 5, pp. 1538–1540 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Данилов В., Зарубина А., Ерошников Г., Соловьева Л. Н., Карташев Ф. В., Завильгельский Г. Б. Сенсорные биолюминесцентные системы на основе lux-оперонов разных видов люминесцентных бактерий// Вестн. МГУ. Сер. 16, Биология. 2002. №3. С. 20 – 24.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Danilov V., Zarubina A., Eroshnikov G., Solov'eva L. N., Kartashev F. V., Zavil'gel'skij G. B. Sensory bioluminescent systems based on lux operonsof various types of luminescent bacteria. Moscow University Biological Sciences Bulletin, 2002, no. 3, pp. 20–24 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дерябин Д. Г., Алешина Е. С., Ефремова Л. В. Применение теста ингибирования бактериальной биолюминесценции для оценки биотоксичности углеродных наноматериалов// Микробиология. 2012. Т. 81, №4. С. 532 – 538.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Deryabin D. G., Aleshina E. S., Efremova L. V. Application of the inhibition of bacterial bioluminescence test for assessment of toxicity of carbon-based nanomaterials. Microbiology, 2012, vol. 81, no. 4, pp. 492–497.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Максимова А. В., Кузнецова М. В., Демаков В. А. Влияние синтетических нитрилов на морфологию и жизнеспособность некоторых видов бактерий// Изв. РАН. Сер. биологическая. 2016. №6. С. 631 – 637.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Maksimova A. V., Kuznetsova M. V., Demakov V. A. The impact of synthetic nitriles on the morphology and viability ofsome bacterial species. Biology Bulletin, 2016, vol. 43, no. 6, pp. 547–553. DOI: https://doi.org/10.7868/S0002332916050064</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Маслоброд С. Н., Миргород Ю. А., Бородина В. Г., Борщ Н. А. Влияние водных дисперсных систем с наночастицами серебра и меди на прорастание семян// Электронная обработка материалов. 2014. Т. 50, №4. С. 103 – 112.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Maslobrod S. N., Mirgorod Yu. A., Borodina V. G., Borshch N. A. Effect of aqueous dispersion systems with silver and copper nanoparticles on seed germination. Elektronnaya obrabotka materialov, 2014, vol. 50, no. 4. pp. 103–112 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Методические указания МУ 1.2.2635-10 «Гигиена, токсикология, санитария. Медико-биологическая оценка безопасности наноматериалов». М. : Федеральный Центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2010 а. 123 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Metodicheskie ukazaniya MU 1.2.2635-10 “Gigiena, toksikologiya, sanitariya. Medikobiologicheskaya ocenka bezopasnosti nanomaterialov” [Hygiene, toxicology, sanitation. Medical and biological assessment of the safety of nanomaterials]. Moscow, 2010 a. 123 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Методические указания МУ 1.2.2634-10 «Микробиологическая и молекулярно-генетическая оценка воздействия наноматериалов на представителей микробиоценоза». М. : Федеральный Центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2010 б. 59 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Metodicheskie ukazaniya MU 1.2.2634-10 “Mikrobiologicheskaya i molekulyarnogeneticheskaya ocenka vozdejstviya nanomaterialov na predstavitelej mikrobiocenoza” [Microbiological and molecular genetics assessment of the impact of nanomaterials on representatives of the microbiocenosis]. Moscow, 2010 b. 59 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рахметова А. А. Изучение биологической активности наночастиц меди, различающихся по дисперсности и фазовому составу: автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2011. 25 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rahmetova A. A. Izuchenie biologicheskojaktivnosti nanochastic medi,razlichayushchihsya po dispersnosti i fazovomu sostavu[The study of the biological activity of copper nanoparticles, differing in dispersion and phase composition]. Thesis Diss. Cand. Sci. (Biol). Moscow, 2011. 25 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Федоров А. В., Леконцева Т. Г., Зорин Д. А., Худякова А. В., Тринеева В. В. Эффективность медь/углеродного нанокомпозита в качестве стимулятора корнеобразования на зеленых черенках винограда культурного// Современные научные исследования и разработки. 2017. Вып. 7 (15). С. 345 – 347.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fedorov A. V., Lekonceva T. G., Zorin D. A., Hudyakova A. V., Trineeva V. V. Efficiency of copper/carbon nanocomposite as a root compound on green cuttings of grape vine (Vitis vinifera L.). Modern Research and Development, 2017, iss. 7 (15), pp. 345–347 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ruparelia J. P., Chatterjee A. K., Duttagupta S. P., Mukherji S. Strain specificity in antimicrobial activity of silver and copper nanoparticles // Acta Biomaterialia. 2008. Vol. 4, iss. 3. P. 707 – 716.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ruparelia J. P., Chatterjee A. K., Duttagupta S. P., Mukherji S. Strain specificity in antimicrobial activity of silverand copper nanoparticles. Acta Biomaterialia, 2008, vol. 4, iss. 3, pp. 707–716.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Tamayo L. A., Zapata P. A., Rabagliati F. M., Azócar M. I., Muñoz L. A., Zhou X., Thompson G. E., Paez M. A. Antibacterial and non-cytotoxic effectof nanocomposites based in polyethylene and copper nanoparticles // J. Materials Science: Materials in Medicine. 2015. Vol. 26, iss. 3. P. 129. DOI: https://doi.org/10.1007/s10856-015-5475-6</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tamayo L. A., Zapata P. A., Rabagliati F. M., Azócar M. I., Muñoz L. A., Zhou X., Thompson G. E., Paez M. A. Antibacterial and non-cytotoxic effect of nanocomposites based in polyethylene and copper nanoparticles. J. Materials Science: Materials in Medicine, 2015, vol. 26, iss. 3, pp. 129. DOI: https://doi.org/10.1007/s10856-015-5475-6</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
