Tính ổn định tập hợp của các hạt nano oxit nhôm và magiê trong không khí, nước và dung dịch sinh lý

Theoretical Foundations of Chemical Engineering - Tập 55 - Trang 472-478 - 2021
N. V. Zaitseva1, M. A. Zemlyanova1,2, A. M. Ignatova1,2, M. S. Stepankov1
1Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, Russia
2Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russia

Tóm tắt

Nghiên cứu này xem xét tính ổn định tập hợp của các hạt nano oxit nhôm và magiê, vì chúng là các thành phần phổ biến trong môi trường. Không khí và nước được chọn làm môi trường tiếp xúc có khả năng xảy ra nhất, và dung dịch muối được lựa chọn làm môi trường giả lập môi trường bên trong cơ thể con người. Kết quả cho thấy rằng, trong tất cả các môi trường, hạt oxit nhôm có tính ổn định tập hợp thấp hơn và có khả năng hình thành cụm nhiều hơn so với hạt oxit magiê. Các hạt nano oxit magiê và nhôm trong môi trường bên trong cơ thể con người có xu hướng hình thành các cụm nano được kết nối qua cầu lỏng; chúng không ổn định; tức là, các hạt nano có thể di chuyển dưới dạng cụm và trong môi trường của cơ quan mục tiêu, chúng phân tán thành các hạt và hoạt động như một vật liệu nano. Tính ổn định tập hợp của các hạt nano được xác định bởi vật liệu của các hạt, kích thước của chúng và khoảng cách giữa chúng, trong khi nó thay đổi một cách động trong quá trình chuyển đổi từ môi trường bên ngoài sang các môi trường bên trong cơ thể và ở các giai đoạn khác nhau của quá trình trao đổi chất, điều này chứng tỏ sự cần thiết phải xem xét sự tương tác vật lý của các hạt trong các môi trường khác nhau để đánh giá độc tính của chúng.

Từ khóa

#tính ổn định tập hợp #hạt nano #oxit nhôm #oxit magiê #môi trường bên trong cơ thể #độc tính

Tài liệu tham khảo

Golokhvast, S.K. and Pamirskii, I.E., Environmental and nanotoxicological aspects of the interaction of minerals and proteins, Vestn. Nov. Med. Tekhnol., 2010, no. 2, p. 53. Bogatikov, O.A., Inorganic nanoparticles in nature, Vestn. Ross. Akad. Nauk, 2003, vol. 73, no. 5, pp. 426–428. Sarkisov, P.D., Stoyanova, O.V., and Dli, M.I., Principles of project management in the field of nanoindustry, Theor. Found. Chem. Eng., 2013, vol. 47, no. 1, pp. 31–35. https://doi.org/10.1134/S0040579513010089 Zemlianova, M.A. and Ignatova, A.M., Investigation of morphological changes of tissues of the internal bodies of the laboratory animals under exposure to nanodispersed oxides of transient and light metals and nonmetals, Vestn. Perm. Univ., Ser.: Biol., 2019, no. 3, pp. 320–326. Kuznetsov, G.V., Strizhak, P.A., and Shlegel’, N.E., Interaction of water and suspension droplets during their collisions in a gas medium, Theor. Found. Chem. Eng., 2019, vol. 53, no. 5, pp. 769–780. https://doi.org/10.1134/S0040579519050312 Bogatyrev, V.A., A laboratory diagnostic system for the toxicity of nanomaterials, Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved., Prikl. Nelineinaya Din., 2014, no. 6, p. 4. Maynard, R.L., Nano-technology and nano-toxicology, Emerging Health Threats J., 2012, vol. 5, no. 1, article no. 17508. https://doi.org/10.3402/ehtj.v5i0.17508 Valavanidis, A., Fiotakis, K., and Vlachogianni, T., Airborne particulate matter and human health: Toxicological assessment and importance of size and composition of particles for oxidative damage and carcinogenic mechanisms, J. Environ. Sci. Health, Part C: Environ. Carcinog. Ecotoxicol. Rev., 2008, vol. 26, p. 339. Yanamala, N., Kagan, V.E., and Shvedova, A.A., Molecular modeling in structural nanotoxicology: Interactions of nanoparticles with nanomachinery of cells, Adv. Drug Delivery Rev., 2013, vol. 65, no. 15, p. 70. Zaitseva, N.V., Zemlyanova, M.A., Ignatova, A.M., and Stepankov, M.S., Morphological changes in lung tissues of mice caused by exposure to nano-sized particles of nickel oxide, Nanotechnol. Russ., 2018, vol. 13, nos. 7–8, p. 393. Zaitseva, N.V., Zemlyanova, M.A., Stepankov, M.S., and Ignatova, A.M., Studying and assessing the toxicity of calcium oxide nanoparticles under one-time inhalation exposure, Nanotechnol. Russ., 2019, vol. 14, nos. 9–10, p. 497. Zemlyanova, M.A., Tiunova, A.I., Stepankov, M.S., and Ivanova, A.S., Potential danger of nanosized cobalt oxide to human health, Ekol. Chel., 2018, no. 1, p. 36. Iveson, S.M., Litster, J.D., Hapgood, K.P., and Ennis, B.J., Nucleation, growth and breakage phenomena in agitated wet granulation processes: A review, Powder Technol., 2001, vol. 39, p. 117. Pitois, O., Moucheront, P., and Chateau, X., Rupture energy of a pendular liquid bridge, Eur. Phys. J. B, 2001, vol. 23, p. 79. Lyashchenko, A.K., Dil’man, V.V., and Taran, V.V., Weak impacts and relaxation processes in water and other liquids, Theor. Found. Chem. Eng., 2019, vol. 53, no. 6, pp. 955–959. https://doi.org/10.1134/S0040579519060083 Zemlyanova, M.A., Zaitseva, N.V., Ignatova, A.M., and Stepankov, M.S., Estimation of the response of respiratory tracts to a single intra-tracheal introduction of nano- and micro-sized particles of aluminum oxide, Gig. Sanit., 2019, vol. 98, no. 2, pp. 196–202. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-2-196-202 Zaitseva, N.V., Zemlyanova, M.A., Stepankov, M.S., and Ignatova, A.M., Comparative assessment of aluminum bioaccumulation and morphological changes in the lungs and brain after a single inhalation exposure to nanodispersed aluminum oxide, Nanotechnol. Russ., 2019, vol. 14, nos. 1–2, p. 62. Zaitseva, N.V., Zemlyanova, M.A., Stepankov, M.S., and Ignatova, A.M., Scientific prediction of magnesium oxide nanoparticles toxicity and assessment of its hazard for human health, Ekol. Chel., 2019, no. 2, pp. 39–44. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2019-2-39-44 Zaitseva, N.V., Zemlyanova, M.A., Stepankov, M.S., and Ignatova, A.M., Scientific forecasting of toxicity and evaluation of hazard potential of aluminum oxide nanoparticles for human health, Ekol. Chel., 2018, no. 5, pp. 9–15. Deryagin, B.V., Churaev, N.V., and Muller, V.M., Poverkhnostnye sily (Surface Forces), Moscow: Nauka, 1985. Sazhin, B.S., Chunaev, M.V., and Sazhin, V.B., Thermocapillary mechanism of the instability of a liquid layer (the Marangoni effect), Usp. Khim. Khim. Tekhnol., 2009, no. 3 (96), p. 103. Korn, G. and Korn, T., Spravochnik po matematike dlya nauchnykh rabotnikov i inzhenerov (Handbook of Mathematics for Scientists and Engineers), Moscow: Nauka, 1977. Ivanov, K.P., New problems in the respiratory function of lungs, Ul’yanovsk. Med.-Biol. Zh., 2016, no. 1, p. 37.