Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Не забывайте о нанобезопасности!

Ещё раз о безопасности наноматериалов вообще и графена в частности

Роман Иванов, Компьюлента

Открытие графена было встречено нанотехнологами с необычайным воодушевлением, в основном благодаря возможности создания новых материалов, способных, по мысли многих учёных, обеспечить революционное развитие электроники и биомедицины.

Одновременно появилось немало опасений, связанных с предположениями о возможном вредном воздействии графеновых материалов на здоровье человека и окружающую среду. Более всего исследователей интересовал вопрос о токсичности графеновых материалов применительно к микромиру бактерий.

Для прояснения ситуации в Институте промышленных технологий (Сингапур) было проведено сравнение антибактериальной активности графита, оксида графита (тот же графит, поверхность которого окислена действием смеси сильных кислот), оксида графена (полупродукта стандартного метода получения графена) и восстановленного оксида графена при действии на кишечную палочку.

Оказалось, что оба графеновых материала убили куда больше бактерий, чем материалы на основе классического графита, причём оксид графена оказался явным претендентом на первый приз (см. график из статьи в ACS Nano – ВМ). Стоит отметить также, что частицы оксида графена имели наименьший размер (больший размер частиц восстановленного графена, скорее всего, объясняется более высокой степенью агрегации отдельных чешуек), что выяснилось с помощью метода динамического рассеяния света.

К сожалению, из-за разности в свойствах поверхности, агрегатном состоянии и даже размерности элементарных частиц, составляющих большие агрегаты, сделать какие-либо однозначные выводы о превалировании единственного фактора не получится (а ведь можно рассмотреть и комбинации различных факторов).

Однако, по мнению учёных, именно малый размер частиц оксида графена может оказаться тем главным показателем, который и обеспечивает бактериальную смертоносность. Изучив с помощью сканирующей электронной микроскопии последствия применения названных материалов против бактерий, авторы работы обнаружили, что отдельные клетки кишечной палочки были буквально обёрнуты слоями оксида графена. При этом в случае восстановленного оксида графена клетки кишечной палочки были встроены в структуру разросшихся агрегатов (см. микрофотографию). Тот же механизм захвата клеток агрегатами характерен и для графитовых материалов.

Слева – оксид графена убивает кишечную палочку, обернувшись вокруг неё. Справа – восстановленный оксид графена делает то же самое, захватывая бактерии растущими агрегатами (микрофото ACS).
 
Почему же индивидуальное обёртывание убивает больше бактерий, чем захват клеток агрегатами? Учёные всерьёз полагают, что прямой контакт поверхности клетки с графеном вызывает стресс клеточной мембраны, приводящий к необратимым повреждениям. Это никак нельзя назвать объяснением: какой стресс, почему углерод его вызывает, почему контакт при обматывании лучше, чем при встраивании? Это всё равно что сказать: солнце греет, потому что светится; доля истины в этом есть, но разве это действительно что-то объясняет? Скорее можно сделать предположение о различной активности материалов в пересчёте на грамм, и тогда всё становится на свои места. Можно также предположить, что химические свойства поверхности оксида графена играют немаловажную роль: вместе с большей эффективностью «обмотки» (в том числе на грамм материала) это может давать значительный кумулятивный эффект. Но всё это лишь предположения…

Кроме того, сингапурцы попытались изучить химические механизмы, которые могли быть задействованы при уничтожении бактерий. Как оказалось, в случае кишечной палочки при контакте клеточной мембраны с поверхностью графита и восстановленного оксида графена происходит окисление глютатиона (важного клеточного антиоксиданта). По мнению исследователей, существует определённая вероятность, что эти структуры служат своеобразными проводящими мостиками, которые снимают электроны с молекул глютатиона и передают их в окружающую среду (в ней всегда найдётся окислитель). По-видимому, нам следует сделать вывод о том, что окисление естественного антиоксиданта резко снижает естественную жизнеспособность бактерий.

А что в сухом остатке? Да то же самое. Нам ещё раз наглядно продемонстрировали, что наноматериалы даже на основе «безобидного» углерода могут таить в себе немало неожиданных опасностей для живых клеток, то есть и для нас с вами, и для всей окружающей среды. Ещё раз повторили, что нельзя устанавливать «наноуглеродные ”фильтры” Петрика» в детских садах по указке коррупционеров-у-власти, не зная точно, как попавшие в воду наночастицы поведут себя внутри организма.

Отчёт о проделанной работе читайте в журнале ACS Nano (Shaobin Liu et al., Antibacterial Activity of Graphite, Graphite Oxide, Graphene Oxide, and Reduced Graphene Oxide: Membrane and Oxidative Stress).

Подготовлено по материалам A*STAR Research, Functional materials: Two ways to kill.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
31.08.2012

Читать статьи по темам:

нанобезопасность наночастицы Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Квантовые точки безопасны для приматов

Пилотное исследование на приматах показало, что квантовые точки селенида кадмия не токсичны для животных, у которых в течение года после введения этих наночастиц не было зарегистрировано никаких нежелательных явлений.

читать

Безопасность нанотехнологий гарантирована. Бумага всё стерпит…

В рамках Федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии на 2008-2011 гг.» разработан и утвержден комплекс нормативно-методических материалов, устанавливающих систему тестирования безопасности наноматериалов.

читать

Новый механизм повреждений ДНК наночастицами?

Наночастицы могут повреждать ДНК даже без непосредственного контакта. Эти данные поднимают новые вопросы о безопасности наноматериалов, используемых в клинической практике.

читать

Осторожно, наночастицы!

Самый пугающий пример: кремы «от загара» содержат наночастицы оксида титана, которые легко проникают внутрь кожи и обнаруживаются в эпидерме уже через 8 ч после нанесения крема. С момента начала массового применения таких кремов заболеваемость раком кожи в США увеличилась на 90%!

читать

Скоро нанопродукция станет безопасной

Американские надзорные органы составят руководство по использованию наночастиц при производстве косметических средств и продуктов питания.

читать

Подождём бояться наночастиц

Нанотоксикология развивается интенсивно. Может быть, пройдет еще лет пять, пока появятся статистические данные по поводу влияния наночастиц на здоровье. В любом случае, нельзя заранее бояться того, что может быть и не опасно.

читать