Nanoparticles of metals, methods of definition, spheres of use, physicochemical and toxic properties

Trakhtenberg, I M; Dmytrukha, N. M.

doi:10.33573/ujoh2013.04.062

Cited by 18 publications

(6 citation statements)

References 18 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…As long as their impact on humans and the environment remains unstudied, products that can release these small particles should be avoided, the agency recommends. It is also necessary to introduce mandatory labeling for them, some politicians and scientists call (Trakhtenberh, 2013).…”

Section: Formulation Of the Problemmentioning

confidence: 99%

INFLUENCE OF NANOPARTICLES (Ti, Ni, Si) ON INDICATORS OF INDUCED MUTATIONS OF DROSOPHILA MELANOGASTER

Yaschenko,

Yachna,

Mekhed

et al. 2023

BHT

View full text Add to dashboard Cite

In recent years, interest in the role of nanoparticles has increased significantly, in particular, their ability to influence mutagenesis is being studied. Studying the effect of nanoparticles on the functioning of eukaryotes using the example of a test object Drosophila melanogaster Meigen is used to assess the possible ecological consequences of their practical use. The purpose: to investigate the effect of nanoparticles of Titanium, Nickel and Silicon on the features of development and mutagenesis in D. melanogaster. The object of the study: peculiarities of the development of flies of the species D. melanogaster line Canton S. The subject of the study: the effect of nanoparticles of Titanium, Nickel and Silicon on the development of flies of the species D. melanogaster line Canton S. Methodology. To assess the genetic variability of experimental populations of drosophila, standard methods of accounting for the dynamics of adaptation were used based on numbers and sex ratios; fertility; statistical methods of information processing. The scientific novelty of the work lies in the fact that for the first time the effect of Titanium, Nickel and Silicon nanoparticles on the occurrence of mutations in D. melanogaster and general biological indicators of animals. Conclusions. The main requirements for nanoparticles in relation to their use in industry and provenance are: low or no toxicity, high biocompatibility, the ability to biodegrade or be removed from the body naturally. With the presence of nanoparticles in the nutrient medium, mutations were observed in flies: reduced wings and a discolored body and additional antennae and an elongated proboscis. In the second generation, the percentage of mutant individuals becomes smaller compared to the first generation. This is explained by the induction of repair systems in individuals that were developing in the presence of the investigated substances. In all recorded cases of mutagenesis, the number of females is statistically significantly greater than the number of males. When studying the mutational effect of nanoparticles in the offspring of both generations (F1 and F2), differences in the number of mutant individuals in males and females under the influence of the same substances are unlikely. Titanium nanoparticles have a more pronounced mutagenic effect. Taking into account the percentage value of mutations, we can conclude that there is a positive correlation between the concentration of the studied substances and the quantitative indicators of mutations.

show abstract

Section: Formulation Of the Problemmentioning

confidence: 99%

INFLUENCE OF NANOPARTICLES (Ti, Ni, Si) ON INDICATORS OF INDUCED MUTATIONS OF DROSOPHILA MELANOGASTER

Yaschenko,

Yachna,

Mekhed

et al. 2023

BHT

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Відомості про те, що НЧ більш токсичні порівняно з їхніми аналогами в макроформах, напевно, УКРАЇНСЬКИЙ ЖУРНАЛ З ПРОБЛЕМ МЕДИЦИНИ ПРАЦІ [39].…”

Section: результати дослідження та їх обговоренняunclassified

“…Фізико-хімічні ознаки речовин у нанорозмірному стані й обумовлені ними ефекти [40,41] Усі ці факти підтверджують, що НМ мають зовсім інші хіміко-фізичні характеристики та біологічну дію, ніж речовини в звичайних мікро-та макростанах. Негативна дія металів, зазвичай, обумовлюється їхнім зв'язком з клітинними мішенями [39], якими є специфічні біохімічні процеси та клі-тинні, субклітинні мембрани, органели клітини. А основними механізмами пошкоджуючої дії НЧ є окиснювальний стрес, запалення, пошкодження ДНК, некроз, апоптоз.…”

Section: результати дослідження та їх обговоренняunclassified

To the question of intensification of free radical oxidation of biosubstrates under action of nanosized materials

Ischeikin¹,

Leonenko²,

Патыка³

2022

Ukr. ž. probl. med. pr.

View full text Add to dashboard Cite

Державна установа «Інститут медицини праці імені Ю. І. Кундієва Національної академії медичних наук України», м. КиївВступ. Перетворення в структурі й фізико-хімічних властивостях сучасних нанорозмірних матеріалів, порівняно з аналогами в макроформах, призводять до змін їхньої біологічної активності, включаючи вільнорадикальне окиснення біосубстратів як один з найважливіших механізмів токсичності цієї продукції. Оксидативний стрес, індукований інженерними наночастинками, обумовлюється їхнім розміром, площею поверхні, складом і проявляється вільнорадикальними перекисними ушкодженнями білків, ліпідів, нуклеїнових кислот. Наночастки спричиняють оксидативний стрес і подальші патофізіологічні ефекти, включаючи запалення, фіброз, генотоксичність. Мета дослідження -обґрунтування значимості змін інтенсивності вільнорадикального окиснення біосубстратів у механізмі пошкоджуючої дії нанорозмірних матеріалів як основних показників їхньої токсичності. Матеріали та методи дослідження. Вибірковий аналіз джерельної бази даних дослідження: вітчизняні та іноземні наукові матеріали, інформаційні матеріали (ресурси Medline, Pubmed, Medscape, Elsevier, Scopus, Web of Science та ін.) для систематизації та узагальнення даних, що стосуються проблеми дослідження. Результати. Пошкоджуюча дія наночасток на організм людини здійснюється декількома механізмами. Основними й найважливішими з них є інтенсифікація вільнорадикального окиснення біосубстратів з руйнуванням макромолекул (білків, фосфоліпідів, нуклеїнових кислот), порушення клітинних процесів, зумовлених поверхневими властивостями наночастинок (фотохімічними, електричним полем, щільністю заряду й електронною провідністю). Не виключається наявність інших механізмів токсичності наноматеріалів, викликаних, зокрема, їхньою дією на клітинні мембрани та органели, посиленням транспорту потенційно токсичних компонентів через бар'єри організму, а також можливої генотоксичності й алергізуючої дії. Маніфестація пошкоджуючих ефектів наночастинок залежить від розмірності, хімічної природи, фізичного стану, значною мірою від стабілізації. Висновки. Інтенсифікація вільнорадикального окиснення біосубстратів є одним із основних показників пошкоджуючої дії нанорозмірної продукції та приорітетним напрямком досліджень щодо небезпечного впливу її на організм людини. Встановлено, що наночастки підсилюють утворення активних форм кисню та азоту, порушують мембранні структури, надходять у клітини й взаємодіють з клітинними компонентами в результаті їхньої високої проникаючої здатності. Вільнорадикальне окиснення біосубстратів як основний механізм пошкоджуючої дії наночасток детермінується розміром, площею їхньої поверхні, складом. Властивості та токсичність наноматеріалів можуть бути модифіковані в процесі лабораторних і технологічних маніпуляцій за рахунок змін їхньої структури, величини, сорбції ними інших молекул.

show abstract

“…Doing so, they selectively accu mulate in different cell types and in certain cel lular structures. Having small size, large surface area, charge and high biological activity, metal particles can interact with nucleic acids, pro teins, contribute to their unique distribution in organs and tissues, as well as disrupt functions of these biological components [8,9].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Among the methods of nanotoxicology, much attention is paid to, in vitro models and test sys tems, alternative experiments on animals [9,12,13]. To establish the overall toxicity of chemical compounds, blood plasma proteins are consi dered as an alternative model [14].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Investigation of the safety of iron and copper nanopreparations on human blood plasma proteins in vitro

Dmytrukha¹,

Lahutina²,

Gromovoy³

et al. 2021

Ukr. ž. probl. med. pr.

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Introduction. Today nanotechnological preparations of micronutrients in the form of nanoparticles (NP) and nanoaquachelates (NAСH) are used in medicine, veterinary medicine, agriculture, perfumes and food products. Nanoscale causes increased bioavailability and biological activity of trace elements, which can have both positive and negative effects on human health. Thith is due to the special physicochemical properties of the NP, their large surface area and adsorption capacity. It is established that at interaction of nanoparticles with proteins there are disturbances of their structural organization (denaturation). To prevent adverse effects from the use of such nanopreparations, it is necessary to perform toxicological studies of their safety. The aim of the study was to evaluate the safety of iron and copper nanopreparations (metal nanoparticles and their nanoaquachelates) on the structure of human blood plasma proteins in experiment in vitro. Materials and methods. The object of the study were aqueous dispersions of nanoparticles of iron and copper (NP Fe 40 nm and NP Cu 20 nm), chemically synthesized and nanoaquachelates (NACH Fe and NACH Cu, particle size 200 nm), obtained by erosion-explosive nanotechnology. The study was performed on human plasma proteins (albumin, immunoglobulin G) under conditions of their in vitro exposure to these nanopreparations. Changes in the structure of proteins were evaluated by the optical density of solutions on Mephane spectrophotometer at 405 nm and the mass spectrs of proteins by MALDI-ToF mass-spectrometry on an Autoflex II -(Bruker). Results. It has been shown that the interaction of NP and NACН of metals leads to changes in the structure and mass of proteins. It was found that the optical density indices of protein solutions changed depending on the concentration of metal NP, their size, and the activity of the base metal. Thus, NP Cu and NACH Cu interacted more actively with albumin, while NP Fe and NACH Fe -with immunoglobulin G (IgG). It was shown that metals in the form of nanoparticels size < 100 nm caused more intensive structural changes in proteins than their HACH with particles size of 200 nm. Based on the obtained results, safe concentrations of metals NP were calculated: NP Fe -0.06 mg/ml, NP Cu -0.03 mg/ml, NACH Fe and NACH Cu -0.1 mg/ml. Conclusions. The NP and NACH of iron and copper incubated with albumin and human IgG in vitro caused structural changes in both proteins and NP. Proteins increased the solubility of NP, which caused the release of metal ions, their attachment to the active groups of proteins, as evidenced by changes in the optical density of solutions and an increase in the mass of proteins. Due to the large surface area, metal NP adsorbed proteins on themselves, causing their aggregation and precipitation. The results obtained make it possible to recommend blood plasma proteins as an in vitro model for the express assessment of the safety and biocompatibility of microelement nanopreparations for human and animal health, as well as during ...

show abstract

Nanoparticles of metals, methods of definition, spheres of use, physicochemical and toxic properties

Cited by 18 publications

References 18 publications

INFLUENCE OF NANOPARTICLES (Ti, Ni, Si) ON INDICATORS OF INDUCED MUTATIONS OF DROSOPHILA MELANOGASTER

INFLUENCE OF NANOPARTICLES (Ti, Ni, Si) ON INDICATORS OF INDUCED MUTATIONS OF DROSOPHILA MELANOGASTER

To the question of intensification of free radical oxidation of biosubstrates under action of nanosized materials

Investigation of the safety of iron and copper nanopreparations on human blood plasma proteins in vitro

Contact Info

Product

Resources

About