Preview

ПОВОЛЖСКИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ

Расширенный поиск

Оценка токсичности металл/углеродного нанокомпозита меди методом биотестирования

https://doi.org/10.18500/1684-7318-2018-3-340-348

Полный текст:

Аннотация

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 > 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.

Об авторах

А. В. Худякова
Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН
Россия

426067, Ижевск, Т. Барамзиной, 34



Т. Г. Леконцева
Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН
Россия
426067, Ижевск, Т. Барамзиной, 34


А. В. Федоров
Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН
Россия
426067, Ижевск, Т. Барамзиной, 34


Список литературы

1. Абраменко Н. Б. Исследование и моделирование токсического действия наночастиц серебра на гидробионтах: дис… канд. хим. наук. М., 2017. 122 с.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. Рахметова А. А. Изучение биологической активности наночастиц меди, различающихся по дисперсности и фазовому составу: автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2011. 25 с.

13. 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.

14. 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.

15. 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


Для цитирования:


Худякова А.В., Леконцева Т.Г., Федоров А.В. Оценка токсичности металл/углеродного нанокомпозита меди методом биотестирования. ПОВОЛЖСКИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. 2018;(3):340-348. https://doi.org/10.18500/1684-7318-2018-3-340-348

For citation:


Khudyakova A.V., Lekontseva T.G., Fedorov A.V. Estimation of the Toxicity of a Metal/Carbon Nanocomposite of Copper by Biotesting. Povolzhskiy Journal of Ecology. 2018;(3):340-348. (In Russ.) https://doi.org/10.18500/1684-7318-2018-3-340-348

Просмотров: 29


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-7318 (Print)
ISSN 2541-8963 (Online)