Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự khác biệt về lý hóa liên quan đến tuổi của các hạt nano ZnO trong nước biển và sự tương tác của chúng với vi khuẩn
Tóm tắt
Để đánh giá số phận và hành vi của các hạt nano được chế tạo trong môi trường, việc quan sát sự biến đổi lý hóa và độc tính của các hạt nano khi chúng già đi trong nước biển là rất quan trọng. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã điều tra cách thức lão hóa và các điều kiện nước biển thay đổi cấu trúc lý hóa của các hạt nano và ảnh hưởng của chúng đến các tương tác với vi khuẩn. Với mục đích này, các hạt nano oxit kẽm đã được lão hóa dưới các điều kiện nước biển khác nhau bằng cách giữ chúng trong 1%, 10% và 100% nước biển trong 1 ngày và 20 ngày. Các thông số lý hóa chính (hóa học bề mặt, thành phần hóa học, kích thước hạt và thế zeta) và độc tính của các hạt nano lão hóa đối với Pseudomonas aeruginosa gram âm và Staphylococcus aureus gram dương đã được khảo sát. Kết quả chỉ ra rằng các hạt nano oxit kẽm đã lão hóa trong các nồng độ nước biển khác nhau đã thay đổi hóa học bề mặt, thành phần hóa học, kích thước hạt và thế zeta. Kết quả ức chế sự phát triển đã được quan sát thấy, trong đó sự ức chế của vi khuẩn gram âm (Pseudomonas aeruginosa) cao hơn so với vi khuẩn gram dương (Staphylococcus aureus), và Staphylococcus aureus đã được kích hoạt với các hạt nano oxit kẽm lão hóa. Ngoài ra, các kết quả cũng cho thấy rằng các yếu tố sinh hóa chính bị ảnh hưởng bởi sự lão hóa và nồng độ nước biển.
Từ khóa
#hạt nano oxit kẽm #nước biển #lão hóa #tương tác vi khuẩn #độc tính #Pseudomonas aeruginosa #Staphylococcus aureusTài liệu tham khảo
Apak, R., Guclu, K., Ozyurek, M., & Karademir, S. E. (2004). Novel total antioxidant capacity index for dietary polyphenols and vitamins C and E, using their cupric ion reducing capability in the presence of neocuproine: CUPRAC method. Joırnal of Agricultural Food Chemistry, 52, 7970–7981.
Arora, A., Jain, J., Rajwade, J. M., & Paknikar, K. M. (2008). Cellular responses induced by silver nanoparticles: in vitro studies. Toxicology Letters, 179, 93–100.
Baek, Y. W., & An, Y. J. (2011). Microbial toxicity of metal oxide nanoparticles (CuO, NiO, ZnO, and Sb2O3) to Escherichia coli, Bacillus subtilis, and Streptococcus aureus. Science of the Total Environment, 409(8), 1603–1608.
Baysal, A., & Saygin, H. (2019). Physico-chemical and toxicologıcal behaviour of Al2O3 nanoparticles in fine particulate matter. Environmental Engineering and Management Journal., 18(12), 2683–2694.
Baysal, A., Saygin, H., & Ustabasi, G. S. (2018a). Interaction of PM2.5 airborne particulates with ZnO and TiO2 nanoparticles and their effect on bacteria. Environmental Monitoring and Assessment, 190(1), 34–49.
Baysal, A., Saygin, H., & Ustabasi, G. S. (2018b). Influence of environmental media on carbon nanotubes and graphene nanoplatelets towards bacterial toxicity. Archives of Environmental Protection, 44(3), 85–98.
Baysal, A., Saygin, H., & Ustabasi, G. S. (2019). Physicochemical transformation of ZnO and TiO2 nanoparticles in sea water and its impact on bacterial toxicity. Environmental Health and Engineering Management, 6(1), 73–80.
Baysal, A., Saygin, H., & Ustabasi, G. S. (2020). An insight into the dependency on sample preparation for (eco) toxicity assessment of TiO2 nanoparticles. Environmental Monitoring and Assessment, 192(2), 1–14.
Cupi, D., Hartmann, N. B., & Baun, A. (2015). The influence of natural organic matter and aging on suspension stability in guideline toxicity testing of silver, zinc oxide, and titanium dioxide nanoparticles with Daphnia magna. Environmental Toxicology and Chemistry, 34(3), 497–506.
D'Agata, A., Fasulo, S., Dallas, L. J., Fisher, A. S., Maisano, M., Readman, J. W., & Jha, A. N. (2014). Enhanced toxicity of 'bulk' titanium dioxide compared to 'fresh' and “aged” nano-TiO2 in marine mussels (Mytilus galloprovincialis). Nanotoxicology, 8(5), 549–558.
Djurisic, A. B., Leung, Y. H., Ng, A. M. C., Xu, X. Y., Lee, P. H., Degger, N., & Wu, R. S. S. (2015). Toxicity of metal oxide nanoparticles: Mechanisms, Characterization, and Avoiding Experimental Artifacts. Small, 11(1), 26–44.
Dong, H., Zhao, F., Zeng, G., Tang, L., Fan, C., Zhang, L., Zeng, Y., He, Q., Xie, Y., & Wu, Y. (2016). Aging study on carboxymethyl cellulose-coated zero-valent iron nanoparticles in water: chemical transformation and structural evolution. Journal of Hazardous Materials, 312, 234–242.
Dong, H., Jiang, Z., Deng, J., Zhang, C., Cheng, Y., Hou, K., Zhang, L., Tang, L., & Zeng, G. (2018). Physicochemical transformation of Fe/Ni bimetallic nanoparticles during aging in simulated groundwater and the consequent effect on contaminant removal. Water Research, 129, 51–57.
Fan, W., Lu, H., & Wang, W. X. (2018). Aging influences on the biokinetics of functional TiO2 nanoparticles with different surface chemistries in Daphnia magna. Environmental Science and Technololgy, 52(14), 7901–7909.
Handy, R. D., von der Kammer, F., Lead, J. R., Hassellov, M., Owen, R., & Crane, M. (2008). The ecotoxicology and chemistry of manufactured nanoparticles. Ecotoxicology, 17, 287–314.
Jiang, W., Mashayekhi, H., & Xing, B. (2009). Bacterial toxicity comparison between nano- and micro-scaled oxide particles. Environmental Pollution, 157, 1619–1625.
Kono, Y. (1978). Generation of superoxide radical during autoxidation of hydroxylamine and an assay for superoxide dismutase. Archives of Biochemistry and Biophysics, 186, 189–195.
Labille, J., Feng, J., Botta, C., Borschneck, D., Sammut, M., Cabie, M., Auffan, M., Rose, J., & Bottero, J. Y. (2010). Aging of TiO(2) nanocomposites used in sunscreen. Dispersion and fate of the degradation products in aqueous environment. Environmental Pollution, 158(12), 3482–3489.
Lei, C., Zhang, L., Yang, K., Zhu, L., & Lin, D. (2016). Toxicity of iron-based nanoparticles to green algae: effects of particle size, crystal phase, oxidation state and environmental aging. Environmental Pollution, 218, 505–512.
Lin, X., Li, J., Ma, S., Liu, G., Yang, K., Tong, M., & Lin, D. (2014). Toxicity of TiO2 nanoparticles to Escherichia coli: effects of particle size, crystal phase and water chemistry. PLoS ONE, 9(10), e110247.
Lowry, G. V., Gregory, K. B., Apte, S. C., & Lead, J. R. (2012). Transformations of nanomaterials in the environment. Environmental Science and Technololgy, 46, 6893–6899.
Lu, H., Dong, H., Fan, W., Zuo, J., & Li, X. (2017). Aging and behavior of functional TiO2 nanoparticles in aqueous environment. Journal of Hazardous Materials, 325, 113–119.
Mallevre, F., Alba, C., Milne, C., Gillespie, S., Fernandes, T.F., Aspray, T.J. (2016). Toxicity testing of pristine and aged silver nanoparticles in real wastewaters using bioluminescent Pseudomonas putida. Nanomaterials (Basel), 6 (3).
Manier, N., Bado-Nilles, A., Delalain, P., Aguerre-Chariol, O., & Pandard, P. (2013). Ecotoxicity of non-aged and aged CeO2 nanomaterials towards freshwater microalgae. Environmental Pollution, 180, 63–70.
Mishra, P. K., Mishra, H., Ekielski, A., Talegaonkar, S., & Vaidya, B. (2017). Zinc nanoparticles: a promising nanomaterial for biomedical applications. Drug Discovery Today, 22, 1825–1834.
Padmavathy, N., & Vijayaraghavan, R. (2011). Interaction of ZnO nanoparticles with microbes—a physio and biochemical assay. Journal of Biomedical Nanotechnology, 7, 1–10.
Planchon, M., Ferrari, R., Guyot, F., Gélabert, A., Menguy, N., Chaneac, C., Thill, A., Benedetti, M. F., & Spalla, O. (2013). Interaction between Escherichia coli and TiO2 nanoparticles in natural and artificial waters. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 102, 158–164.
Pelletier, D. A., Suresh, A. K., Holton, G. A., McKeown, C. K., Wang, W., Gu, B., Mortensen, N. P., Allison, D. P., Joy, D. C., Allison, M. R., Brown, S. D., Phelps, T. J., & Doktycz, M. J. (2010). Effects of engineered cerium oxide nanoparticles on bacterial growth and viability. Applied Environmental Microbiology, 76(24), 7981–7989.
Romero-Freire, A., Lofts, S., Martín Peinado, F. J., & van Gestel, C. A. (2017). Effects of aging and soil properties on zinc oxide nanoparticle availability and its ecotoxicological effects to the earthworm Eisenia andrei. Environmental Toxicology and Chemistry, 36(1), 137–146.
Seitz, F., Lüderwald, S., Rosenfeldt, R. R., Schulz, R., & Bundschuh, M. (2015). Aging of TiO2 nanoparticles transiently increases their toxicity to the pelagic microcrustacean Daphnia magna. PLoS One, 10(5), e0126021.
Simon-Deckers, A., Loo, S., Mayne-L'hermite, M., Herlin-Boime, N., Menguy, N., Reynaud, C., Gouget, B., & Carriere, M. (2009). Size-, composition- and shape-dependent toxicological impact of metal oxide nanoparticles and carbon nanotubes toward bacteria. Environmental Science and Technology, 43(21), 8423–8429.
Ustabasi, G. S., & Baysal, A. (2020). Bacterial interactions of microplastics extracted from toothpaste under controlled conditions and the influence of seawater. Science of the Total Environment, 703, 135024.
Wang, M. M., Wang, Y. C., Wang, X. N., Liu, Y., Zhang, H., Zhang, J. W., Huang, Q., Chen, S. P., Hei, T. K., Wu, L. J., & Xu, A. (2015). Mutagenicity of ZnO nanoparticles in mammalian cells: role of physicochemical transformations under the aging process. Nanotoxicology, 9(8), 972–982.
Xiao, Y., Peijnenburg, W. J., Chen, G., & Vijver, M. G. (2016). Toxicity of copper nanoparticles to Daphnia magna under different exposure conditions. Science of the Total Environment, 563-564, 81–88.
Zhang, H., Huang, Q., Xu, A., & Wu, L. (2016). Spectroscopic probe to contribution of physicochemical transformations in the toxicity of aged ZnO NPs to Chlorella vulgaris: new insight into the variation of toxicity of ZnO NPs under aging process. Nanotoxicology, 10(8), 1177–1187.