Исследователи из США считают, что наночастицы серебра в форме пластин могут быть более токсичными для клеток рыб (в частности, радужной форели и эмбрионов полосатого данио), чем наночастицы других форм, например, наносферы или нанонити. Однако проявляется этот эффект только при непосредственном контакте наночастиц с клеткой.

Группа исследователей из University of California (США) озаботилась влиянием наночастиц серебра, присутствующих во многих современных косметических средствах и не задерживаемых традиционными станциями фильтрации воды, на клетки рыб. Для исследований они воспользовались клетками, выделенными из жабр радужной форели и эмбрионами полосатого данио, чтобы определить, насколько токсичными могут быть наночастицы.

В рамках своих экспериментов ученые изучали воздействие наночастиц различной формы (в том числе, пластин, сфер и нитей) в постепенно возрастающих концентрациях. Результаты их исследований показали, что

наночастицы в форме пластин оказались более токсичными для клеток, чем другие формы, из-за наличия дефектов поверхности, повышающих реакционную способность наночастиц.

Данные дефекты, причиной которых оказались дефекты упаковки кристаллической решетки, а также точечные дефекты кристаллического серебра, были выявлены при помощи просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения. Оказалось, что

нанопластины при контакте запускают в клетках рыб окислительный процесс, в результате которого появляются надперекиси (пероксиды), являющиеся токсичными. Правда, чтобы запустить этот процесс, нанопластины должны находиться в непосредственном контакте с клеткой.

Также ученые выяснили, что

предварительная обработка клеток молекулами антиоксиданта (N-ацетилцистеина) решает проблему, т.е. защищает клетки от воздействия нанопластин. Аналогичным образом уменьшает токсичность предварительная обработка наночастиц цистеином (он скрывает дефекты, снижая реакционную способность).

К слову, согласно полученным результатам, токсичными оказались и наносферы, но их воздействие заметно только при высоких концентрациях. Наименее токсичными для организма рыб оказались нанонити и нанопровода.

Больше всего в ходе исследований удивило ученых то, что среди протестированных форм серебряных наночастиц, нанопластины оставляли наименьшее количество ионов серебра в окружающей среде. Ранее считалось, что

именно оставленные наночастицами свободные ионы серебра являются основной причиной их токсического воздействия на организмы.

Правда, сами исследователи отмечают, что полученные ими результаты следует интерпретировать с осторожностью. Дело в том, что исследования проходили в инкубационной среде, где клетки были лишены белков, которые теоретически могли бы способствовать установлению контакта нанопластин с оболочками клеток, несмотря на обработку цистеином. Однако исследование показывает важную тенденцию: форма наночастиц важна, когда речь идет о токсичности. Поэтому они надеются, что полученные результаты помогут в будущем «подкорректировать» применяемые в быту нанотехнологии для повышения их безопасности для человека и окружающей среды.

В ближайшем будущем команда планирует провести аналогичные исследования для клеток млекопитающих, ответив на вопрос, являются ли наночастицы серебра токсичными для животных и человека, вдыхающих их через легкие.

Подробные результаты их работы опубликованы в журнале ACS Nano.