مقایسه سمیت نانوذرات نقره شیمی و زیست‌تولیدی "در محیط زنده" در مدل جانوری ماهی گورخری (مرحله جنین و بالغ)

نویسندگان

1 گروه زیست‌شناسی دریا، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه هرمزگان، هرمزگان، ایران

2 گروه بهداشت آبزیان، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده
اهداف: سمیت‌سنجی زیستی نانوذرات نقره در زیست‌بوم آبی و یافتن غلظت‌های کشنده این ماده دارای اهمیت است. هدف این پژوهش، مقایسه سمیت نانوذرات نقره شیمی و زیست‌تولیدی "در محیط زنده" در مدل جانوری ماهی گورخری (مرحله جنین و بالغ) بود.

مواد و روش‌ها: مطالعه تجربی حاضر روی ۳۰ قطعه تخم لقاح‌یافته و ۳۰ قطعه ماهی گورخری بالغ اجرا و اثرات سمیت نانوذرات نقره شیمیایی و زیست‌تولیدی توسط عصاره آبی جلبک دریایی قهوه‌ای (Sargassum boveanum) در مراحل تکاملی جنین و بالغ با یک گروه شاهد و در غلظت‌های متوالی افزایشی بررسی شد. نرخ تلفات در زمان‌های ۲۴، ۴۸، ۷۲ و ۹۶ ساعت بعد از مجاورت، ثبت شد. داده‌ها با نرم‌افزارهای EPA Probit Analysis ۱.۵ و SPSS ۱۹ توسط آنالیز واریانس یک‌طرفه و پس‌آزمون چنددامنه دانکن تحلیل شدند.

یافته‌ها: سمیت دو نوع نانوذره نقره در دو مرحله تکاملی با افزایش غلظت و زمان روند افزایشی داشت (۰۵/۰p<). پس از ۹۶ ساعت، غلظت ایجادکننده LC۵۰ در ماهی بالغ نسبت به نانوذرات نقره شیمیایی ۰/۷۸۸ و برای نانوذرات زیست‌تولیدشده ۰/۴۰۹میلی‌گرم بر لیتر بود. LC۵۰ در مرحله تکاملی جنینی در مواجهه با نانوذرات شیمیایی ۰/۲۵۰ و برای زیست‌تولیدی ۰/۳۷۵میلی‌گرم بر لیتر بود. درصد تلفات در بالاترین غلظت (۳میلی‌گرم در لیتر) از نانوذرات نقره در زمان‌های ۷۲ و ۹۶ ساعت در همه گروه‌ها به نرخ ۱۰۰% تلفات رسید.

نتیجه‌گیری: هر دو مرحله تکاملی این ماهی نسبت به سمیت هر دو نوع نانوذرات نقره حساس بوده، لکن این حساسیت در مراحل جنینی بالاتر است و نانوذرات نقره زیست‌تولیدی در قیاس با همتای شیمیایی آن، اندکی سمی‌تر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Klaine S.J, Koelmans A.A, Horne N, Carley S, Handy R.D, Kapustka L, Nowack B, von der Kammer F. Paradigms to assess the environmental impact of manufactured nanomaterials. Environ Toxicol Chem. 2012;31(1):3-14. [Link] [DOI:10.1002/etc.733]
Schmidt CW. Nanotechnology-related environmental, health, and safety research: Examining the national strategy. Environ Health Perspect. 2009;117(4):A158-61. [Link] [DOI:10.1289/ehp.117-a158]
Ju-Nam Y, Lead JR. Manufactured nanoparticles: an overview of their chemistry, interactions and potential environmental implications. Sci Total Environ. 2008;400(1-3):396-414. [Link] [DOI:10.1016/j.scitotenv.2008.06.042]
Martinez-Gutierrez F, Boegli L, Agostinho A, Sánchez EM, Bach H, Ruiz F, et al. Anti-biofilm activity of silver nanoparticles against different microorganisms. Bioadhes. Biofouling. 2013;29(6):651-60. [Link] [DOI:10.1080/08927014.2013.794225]
Arya, V.R. (2013). Biological synthesis of silver nanoparticles from aqueous extract of endophytic fungus Aspergillus terrus and its antibacterial activity. Int. J. Nanomater.Biostruct. 3(2), 35-37 [Link]
Fries R, Greßler S, Simkó M, Gazsó A, Fiedeler U, Nentwich M. Nanosilver [Internet]. Vienna: Institute of Technology Assessment of the Austrian Academy of Sciences (ITA); 2010 [cited 10 Nov 2010]. Available from: http://epub.oeaw.ac.at/ita/nanotrust-dossiers/dossier010en.pdf [Link]
Arulvasu C, Jennifer SM, Prabhu D, Chandhirasekar D. Toxicity effect of silver nanoparticles in brine shrimp Artemia. Sci World J. 2014;2014:256919. [Link] [DOI:10.1155/2014/256919]
Iravani S, Korbekandi H, Mirmohammadi S.V, Zolfaghari B. Synthesis of silver nanoparticles: chemical, physical and biological methods. Res Pharm Sci. 2014;9(6):385-406. [Link]
Prabhu S, Poulose E. Silver nanoparticles: Mechanism of antimicrobial action, synthesis, medical applications, and toxicity effects. Int Nano Lett. 2012;2:32. [Link] [DOI:10.1186/2228-5326-2-32]
Gavhane AJ, Padmanabhan P, Kamble SP, Jangle SN. Synthesis of silver nanoparticles using extract of Neem leaf and triphala and evaluation of their Antimicrobial activities. Int J Pharm Bio Sci. 2012;3(3):88-100. [Link]
Senapati S, Syde A, Moeez S, Kumar A, Ahmah A. Intracellular synthesis of gold nanoparticles using alga Tetraselmis kochinensis. Mater Lett. 2012;79:116-8. [Link] [DOI:10.1016/j.matlet.2012.04.009]
Roy N, Gaur A, Jain A, Bhattacharya S, Rani V. Green synthesis of silver nanoparticles: An approach to overcome toxicity. Environ Toxicol Pharmacol. 2013;36(3):807-12. [Link] [DOI:10.1016/j.etap.2013.07.005]
Lin S, Zhao Y, Nel AE, Lin S. Zebrafish: An in vivo model for nano EHS studies. Small. 2013;9(9-10):1608-18. [Link] [DOI:10.1002/smll.201202115]
Mashjoor S, Alishahi M, Tulaby dezfuly Z. Study of acute toxicity of aqueous suspensions of chemical and biogenic silver nanoparticles produced by marine algae, Sargassum boveanum on Artemia fransiscana (Nauplius and adult) as model organism. J Wetland Ecobiolo. 2017;8(4):83-94. [Prsian] [Link]
Yousefzadi M, Rahimi Z, Ghafori V. The green synthesis, characterization and antimicrobial activities of silver nanoparticles synthesized from green alga Enteromorpha flexuosa (wulfen) J. Agardh. Mater Lett. 2014;137:1-4. 18- OECD. Test No. 203: Fish, acute toxicity test. In: OECD. OECD guidelines for the testing of chemicals, section 2: Effects on biotic systems. Paris: OECD Publishing; 1992. 19- Zhu X, Tian S, Cai Z. Toxicity assessment of iron oxide nanoparticles in zebrafish (Danio rerio) early life stages. PLoS One. 2012;7(9):e46286. [Link]
Asghari S, Johari SA, Lee JH, Kim YS, Jeon YB, Choi HJ, et al. Toxicity of various silver nanoparticles compared to silver ions in Daphnia magna. J Nanobiotechnology. 2012;10:14. [Link] [DOI:10.1186/1477-3155-10-14]
Martins J, Oliva Teles L, Vasconcelos V. Assays with Daphnia magna and Danio rerio as alert systems in aquatic toxicology. Environ Int. 2007;33(3):414-25. [Link] [DOI:10.1016/j.envint.2006.12.006]
OECD. Test No. 203: Fish, acute toxicity test. In: OECD. OECD guidelines for the testing of chemicals, section 2: Effects on biotic systems. Paris: OECD Publishing; 1992. [Link]
Zhu X, Tian S, Cai Z. Toxicity assessment of iron oxide nanoparticles in zebrafish (Danio rerio) early life stages. PLoS One. 2012;7(9):e46286. [Link] [DOI:10.1371/journal.pone.0046286]
Bilberg K, Hovgaard MB, Besenbacher F, Baatrup E. In vivo toxicity of silver nanoparticles and silver ions in zebrafish (Danio rerio). J Toxicol. 2012;2012:293784. [Link] [DOI:10.1155/2012/293784]
Mc Shan D, Ray PC, Yu H. Molecular toxicity mechanism of nanosilver. J Food Drug Anal. 2014;22(1):116-27. [Link] [DOI:10.1016/j.jfda.2014.01.010]
Lapresta-Fernández A, Fernández A, Blasco J. Nanoecotoxicity effects of engineered silver and gold nanoparticles in aquatic organisms. TrAC Trends Anal Chem. 2012;32:40-59. [Link] [DOI:10.1016/j.trac.2011.09.007]
Chae YJ, Pham CH, Lee J, Bae E, Yi J, Gu MB. Evaluation of the toxic impact of silver nanoparticles on Japanese medaka (Oryzias latipes). Aquat Toxicol. 2009;94(4):320-7. [Link] [DOI:10.1016/j.aquatox.2009.07.019]
Ates M, Daniels J, Arslan Z, Farah IO. Effects of aqueous suspensions of titanium dioxide nanoparticles on Artemia salina: Assessment of nanoparticle aggregation, accumulation, and toxicity. Environ Monit Assess. 2013;185(4):3339-48. [Link] [DOI:10.1007/s10661-012-2794-7]
Kim S, Choi JE, Choi J, Chung KH, Park K, Yi J, et al. Oxidative stress-dependent toxicity of silver nanoparticles in human hepatoma cells. Toxicol In Vitro. 2009;23(6):1076-84. [Link] [DOI:10.1016/j.tiv.2009.06.001]
Shanmugam N, Rajkamal P, Cholan S, Kannadasan N, Sathishkumar K, Viruthagiri G, et al. Biosynthesis of silver nanoparticles from the marine seaweed Sargassum wightii and their antibacterial activity against some human pathogens. Appl Nanosci. 2014;4(7):881-8. [Link] [DOI:10.1007/s13204-013-0271-4]
Bar-Ilan O, Albrecht RM, Fako VE, Furgeson DY. Toxicity assessments of multisized gold and silver nanoparticles in zebrafish embryos. Small. 2009;5(16):1897-910. [Link] [DOI:10.1002/smll.200801716]