Оценка биоцидного действия наночастиц металлов и биоэлементов в одноклеточной эукариотической тестсистеме

Представлены результаты исследования биоцидных свойств наночастиц серебра, меди и диоксида кремния. Рассмотрены вопросы о безопасности использования нанокомпонентов в связи с неизученным воздействием их на экологию. Для оценки биоцидного действия наночастиц благородных металлов и биоэлементов использована одноклеточная эукариотическая тест-система, представляющая собой реснитчатый протистный микроорганизм Paramecium caudatum, обитающий в прудовых водоемах. Установлено, что растворы наночастиц благородных металлов и биоэлементов не являются биоинертными и биостимулирующими. Коллоидные растворы наночастиц серебра, меди и кремния диоксида имеют биоцидное воздействие, проявляют схожий дозозависимый эффект при наличии одинаковых концентраций наночастиц в исходных коллоидных растворах (300 мкг/мл). Коллоидный раствор серебра характеризуется более выраженной токсической активностью в одноклеточной протистной биологической модели, так как полная биоцидность в отношении парамеций обеспечивается разведениями коллоидного раствора наночастиц до значения 1 : 6 от исходного. По сравнению с ним у растворов наночастиц меди и оксида кремния показатель биоцидности 100% достигается только в значениях двух- и трехкратного разведения исходного раствора. Коллоидные растворы наночастиц в концентрациях, не вызывающих полной гибели инфузорий (1 : 5 от исходной для наночастиц меди и оксида кремния и 1 : 7 от исходной для наночастиц серебра), угнетают интенсивность их размножения приблизительно на одинаковую величину в 55–61% (индекс интенсивности размножения парамеций от 0,455 до 0,390 соответственно).

1. Красочко П.А., Корочкин Р.Б., Красочко П.П., Понаськов М.А., Кощаев А.Г., Черных О.Ю. Оценка бактериоингибирующего действия нано- и коллоидных частиц серебра и кремния диффузионным методом // Ветеринария Кубани. 2019. № 4. С. 15–17.

2. Mayne R., Whiting J., Adamatzky A. Toxicity and Applications of Internalised Magnetite Nanoparticles Within Live Paramecium caudatum Cells // BioNanoScience. 2018. Vol. 8. Is. 1. P. 90–94.

3. Vlachogianni T., National V. Nanomaterials: Environmental Pollution, Ecological Risks and Adverse Health Effects // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2014. Vol. 8. P. 208–226.

4. Venkateswara Rao J., Gunda V.G., Srikanth K., Arepalli S.K. Acute toxicity bioassay using Paramecium caudatum , a key member to study the effects of monocrotophos on swimming behaviour, morphology and reproduction // Toxicological & Environmental Chemistry. 2007. Vol. 89. Is. 2. P. 307–317.

5. Blinova I., Kanarbik L., Irha N., Kahru A. Ecotoxicity of nanosized magnetite to crustacean Daphnia magna and duckweed Lemna minor // Hydrobiologia. 2017. Vol. 798. Is. 1. P. 141–149.

6. Асанова А.А., Полонский В.И.Выживаемость равноресничных инфузорий (Paramecium caudatum) в присутствии наночастиц и ионов серебра // Проблемы агрохимии и экологии. 2017. № 4. С. 60–62.

7. Крючкова М.А., Ахатова Ф.С., Фахруллин Р.Ф. Выживаемость инфузорий Paramecium caudatum в присутствии наночастиц оксида алюминия // Российские нанотехнологии. 2021. T. 16. № 4. С. 572–577.

8. Fatemeh B., Manizheh K., Robabeh M. Silver Nanoparticles (Ag-NPs) Illustrate the Toxicity Effect of Colchicine in Fresh Water Paramecium caudatum // Advanced Science, Engineering and Medicine. 2019. Vol. 11. N 3. P. 178–181.

9. Володина Т.А. Обоснование оптимального состава композиций из растительных экстрактов с использованием биологического теста на парамециях // Омский научный вестник. 2012. № 2 (114). Https://cyberleninka.ru/ article/n/obosnovanie-optimalnogo-sostavakompozitsiy-iz-rastitelnyh-ekstraktov-sispolzovaniem-biologicheskogo-testa-naparametsiyah. Дата доступа: 10.06.2020.

10. Демиденко Г.А., Шуранов В.В. Оценка токсичности кормов с использованием инфузорий Paramecium caudatum // Вестник КрасГАУ. 2015. № 10. Https://cyberleninka. ru/article/n/otsenka-toksichnosti-kormovs-ispolzovaniem-infuzoriy-parameciumcaudatum. Дата доступа: 10.06.2020.

11. Kvitek L., Vanickova M., Panacek A., Soukupova J., Dittrich M., Valentova E. Initial Study on the Toxicity of Silver Nanoparticles (NPs) against Paramecium caudatum // The Journal of Physical Chemistry C. 2009. Vol. 113 (11). P. 4296–4300.

12. Davydov M., Krikorian A.D. Eleutherococcus senticosus (Rupr. & Maxim.) Maxim. (Araliaceae) as an adaptogen: a closer look // Journal of Ethnopharmacology. 2000. Vol. 72 (3). P. 345–393.